科学:构建一个血液蛋白形态图 并确定有潜力预测肝移植排斥反应的生物标志物

来源：原创网站2022-01-28 17:02

在一项新的研究中，西北大学和其他研究机构的研究人员发现，体内的蛋白质家族可能会预测哪些患者可能会排斥新移植的器官，从而帮助患者做出治疗决策。这一进展标志着对特定细胞中的蛋白质进行更精确研究的新时代的开始。

2022年1月28日/100医学网bion/-在一项新的研究中，来自西北大学和其他研究机构的研究人员发现，体内的蛋白质家族可能会预测哪些患者可能会排斥新移植的器官，从而帮助患者做出治疗决策。这一进展标志着对特定细胞中的蛋白质进行更精确研究的新时代的开始。相关研究成果于2022年1月28日发表在《科学》杂志上，标题为《人类造血细胞中变形体的血液变形体图谱：a参考图》。

科学家倾向于观察蛋白质的变化模式，就像在水下看护目镜一样，只获得少量关于其独特结构的可用信息。然而，在这项新的研究中，这些作者用放大镜观察了这些相同的结构，并构建了一个清晰的蛋白质家族图谱：血液蛋白型图谱(Blood Proteoform Atlas，BPA)。然后，他们在肝移植受体中构建了这一蛋白质家族的图谱，并发现免疫细胞蛋白质的新指标随着排斥反应而变化。

这张BPA图谱勾勒出了56000多个精确的蛋白质分子(称为蛋白质形式)，因为它们出现在21种不同的细胞类型中——这些结构几乎是以前类似研究中的10倍。

触摸表面

该论文的合著者、西北大学蛋白质基因组学权威专家尼尔凯莱赫(Neil Kelleher)表示，“我们正试图构建一个相当于人类基因组计划的蛋白质图谱。BPA就是其中的一个缩影。”

血液蛋白质形态图(BPA)收集了从21种人类细胞类型和血浆中鉴定的大约56，000种蛋白质形式。图片来自西北大学凯莱赫和莱维斯基实验室。

每个人类基因至少有15到20种独特形式的加工蛋白质(蛋白质形式)。人体内有20300个基因，基因变异、修饰或剪接产生的蛋白形式有数百万种。凯莱赫说，随着每个基因的蛋白质家族的完整路线图——一项名为“人类蛋白质形态项目”的重大科学倡议的目标，疾病、衰老和新疗法的发现将会加快。

凯莱赫实验室利用最先进的质谱技术和数据分析，有效识别细胞和血液中的蛋白质形式，并以“自上而下”的分析形式保持蛋白质形式的完整性，而不是像行业标准那样将其切成小块。他说，“我们开始观察复杂性。在本文中，我们展示了对患者、细胞类型和蛋白质形态特异性的测量，这使我们能够获得更好的生物标志物。”

肝移植排斥反应的血液检测

有了跨学科的团队成员，这个项目可以从概念上从实验室转移到临床。当凯莱赫探索细胞内现象的科学基础时，该论文的合著者、西北医科大学移植肝病学家乔希莱维斯基与他合作，了解如何将这些生物标志物应用于特定系统。

莱维斯基最初通过他在生物标志物领域的领先地位与凯莱赫联系在一起。在生物标志物领域，血液中可测量的标志物被用于预测患有某些疾病的患者的健康指标。在这项研究中，它指的是肝移植的排斥反应。

莱维斯基说，“对于凯莱赫来说，有一个生物学相关的例子来说明这些蛋白质形式如何被用作非侵入性识别疾病的标记，这真的很重要。此外，在我的领域中，还需要机制中与其免疫生物途径更相关的生物标志物。这可能是细胞特异性标志物新时代的开始。”

医生必须使用药物来抑制免疫系统，并监测肝移植受者的排斥迹象，通常是在排斥开始后。通过在最细微的层面详细了解发生了什么，我们可以消除整个过程中的猜测。

以BPA图作为参考图，这些作者从莱维斯基生物标志物收集研究的参与者中提取了血液样本。他们检查了在发生肝移植排斥反应时哪些蛋白质形式似乎被激活，并确定了那些与没有肝移植排斥反应的患者相比发生变化的蛋白质形式。

接下来，这些作者从最初的研究中选择了一组24种蛋白质形式，并在来自美国各地的肝移植受体样本中进行了观察。他们发现在第一次临床试验中显示了相同的蛋白质形态。

推动这一领域的发展。

莱维斯基说，“我们的希望是利用这种组蛋白形态学来鉴别没有排斥迹象的患者和有早期排斥迹象的患者。如果我们能在排异反应前几周注意到这一点，我们或许就能调整免疫抑制。”

莱维斯基继续研究移植受者的蛋白质形态如何随时间变化，从而开发更多的生物标志物，为他治疗患者提供参考。凯莱赫说，随着BPA图谱中细胞类型的增加，使用它的潜在方法也会增加。除了扩展对人类生物学的理解，BPA图谱可能同样适用于各种免疫疾病。(100yiyao.com 100医疗网)

参考文献：

Rafael D. Melani等人。Science，2022，doi :10.1126/science . aaz 5284。

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