市場與支持 News
蛋白質是生命功能的執行者,但由于技術的局限性,人們對蛋白質圖譜的理解還遠遠不足。隨著質譜技術的發展,人們已經完成了多個物種(包括人類)的蛋白質組圖譜分析。然而,在跨物種的蛋白質組比較分析方面仍然缺少系統性的研究。2020年6月17日,國際著名蛋白質組學家、馬克斯普朗克生物化學研究所所長Matthias Mann 教授團隊在國際著名期刊Nature發表題為“The proteome landscape of the kingdoms of life”的文章。文章中,研究人員使用先進的蛋白質組學工作流程深入研究100個不同類別的生物體,以標準化的方式獲得了200萬個肽和34萬個蛋白質的鑒定,為生命科學以及基于序列的機器學習提供了一個大規模的研究案例。文章速讀1、 跨生命樹蛋白質組學工作流程圖為了在生命樹中收集各類具有代表性的生物,研究人員考慮了組裝基因組序列的可用性和培養或組織材料的可及性等因素,選擇了包括19個古生菌,49個細菌和32個真核生物——總共100個不同的物種(樣本策略)進行后續的蛋白組學研究。研究人員將最新的技術納入了高分辨率、高通量的蛋白質組學工作流程(質譜策略)。該流程采用芯片形式的小型、高效的UHPLC裝置進行分離。在該裝置中,C18覆蓋的珠子被均勻有序、靜態固定的微米大小的柱狀結構取代,顯著提升了肽段保留時間的變異系數和實驗的重現性。2、...
發布時間: 2020 - 06 - 23
血液是臨床中最為常用的檢測標本,其中的蛋白質變化作為標志物可以指征多種疾病的發生和進展。從常規體檢的谷丙轉氨酶,到癌癥診斷的AFP、CA125等蛋白指標,都為臨床診斷提供了不可或缺的重要信息。近年來,隨著質譜技術的進步,通過組學方法來篩選新的血液標志物,已經成為了一個越來越重要的研究和轉化應用的方向。血液分析難點血液因其特殊的蛋白質組成結構,使得其在組學層面上檢測一直面臨著較大的困難。這主要有兩個方面的原因:首先,相比于一般的組織細胞類樣本,血液蛋白質含量的數量級跨度更大——可達1012數量級(圖1),也就意味著有些蛋白含量很高,而有些蛋白的含量又極低。這種情況對儀器檢測來說是巨大的挑戰,很難有儀器能橫跨如此大的檢測范圍。其二,這些蛋白質不但含量差異大,而且分布非常不均勻。在血漿/血清樣品中,僅僅血清白蛋白(HSA)這一個蛋白,就占據了全部蛋白約50%的含量;而前22種蛋白的集合,更是占據了全部蛋白99%的含量;剩下上萬種蛋白加起來,只占了不到1%的份額。圖1. 血液中蛋白質含量的數量級分布為了應對高豐度蛋白的挑戰,目前普遍使用的做法是使用試劑盒去除高豐度蛋白,但是由于高豐度蛋白含量極高,抗體試劑盒的去除不可能完全,其殘留的蛋白仍然足以對蛋白組檢測產生顯著的影響。而另一方面,人們也在通過調整質譜設置的方式進行優化,例如DDA進行HPLC預分級、DIA建立歷史庫等方式來盡量提高檢測深...
發布時間: 2020 - 06 - 01
新冠肺炎疫情目前已在全球范圍內迅速蔓延,累計感染人數逼近570萬,對全球公共衛生造成嚴重威脅并對全球經濟造成嚴重影響?,F階段針對新冠主要通過臨床癥狀和影像學特征來進行診斷,但是對疾病在微觀分子層面如蛋白或代謝等改變知之甚少,并且在臨床治療中為什么有些輕癥患者會在短時間內迅速演變為重癥仍然不是很清楚。2020年05月27日,西湖大學郭天南團隊、溫州醫科大學臺州醫院陳海嘯團隊等合作在Cell上發表題為Proteomic and Metabolomic Characterization of COVID-19 Patient Sera的研究成果。研究人員對新冠肺炎患者血液中的蛋白質和代謝物分子進行系統檢測,發現重癥患者的血清中存在多種獨特的分子變化,并找到了一系列生物標志物,有望為預測輕癥患者向重癥發展提供指導。研究人員對99份病毒滅活處理的血清樣本進行了安全處理和質譜分析。根據現行臨床診斷標準將樣本分為對照(健康)組、疑似但實為普通流感組、新冠感染輕癥組、新冠感染重癥組(樣本策略)。進一步運用TMT標記的蛋白質組定量技術和代謝組技術進行了全景式的測定分析(質譜策略),進而揭示了重癥患者體內多種獨特的分子調控。圖1. COVID患者血清樣本的蛋白組和代謝組分析與對照健康組、普通流感組和輕癥組相比,新冠肺炎重癥患者的樣本中出現了93種特有的蛋白表達和204個特征性改變的代謝分子。其中50種...
發布時間: 2020 - 05 - 29
新型隱球菌(C. neoformans)是一種廣泛存在于環境中的人類致病性真菌,可導致隱球菌性肺炎和致命的隱球菌性腦膜炎,每年造成約18.11萬人死亡。傳統的研究為了解新型隱球菌的感染后的宿主反應提供了有價值的信息,但主要集中在mRNA水平,對蛋白質組和蛋白質翻譯后修飾在宿主中的作用依然知之甚少。蛋白賴氨酸乙?;?Kac)是一種保守的翻譯后修飾,是許多人類疾病和生命發育的關鍵因素,包括神經退行性疾病、神經系統發育、肺纖維化等。2019年5月,東北大學丁辰教授團隊在國際專業學術期刊Communications Biology發表研究成果,揭示乙?;揎椩谌祟愓婢≡w毒力中的重要作用(查看詳細解讀:東北大學丁辰團隊揭示乙?;揎椩谌祟愓婢≡w毒力中的關鍵作用)【1】。近日,丁辰教授團隊在學術期刊Frontiers In Microbiology發表了最新研究成果,通過整合蛋白質組、乙?;揎椊M學、轉錄組學分析確定了小鼠在感染新型隱球菌后的反應。研究揭示了乙?;揎棇τ谡婢秩竞笏拗黧w內代謝/免疫等過程的重要調控作用,更展示出了器官特異性的精準調節模式,為感染性疾病提供了一個基本的宿主蛋白翻譯后修飾數據庫,同時為破譯各種器官的免疫應答調控提供了新的思路。景杰生物為該研究的蛋白質組學、修飾組學定量提供了技術支持。01宿主對新型隱球菌感染反應的綜合分析新型隱球菌能夠通過呼吸道侵入人體肺部...
發布時間: 2020 - 05 - 29
血管的狹窄或堵塞易引起缺血性組織壞死或病變,臨床表現為心肌梗死、糖尿病足等疾病。缺血性疾病的治療策略主要通過功能性血管網絡的再生來灌注缺血組織。近年來,基于干細胞療法的使用在缺血性疾病治療方法的開發中受到了廣泛關注。然而,一些關鍵問題限制了該方法在局部缺血治療中的應用,例如極低的細胞滯留率和植入細胞的整合,因此遞送干細胞治療的功效受到了相當的限制。在再生醫學中,發展仿生重建血管網絡的新方法仍然是一個挑戰。近日,南開大學黃興祿課題組和孔德領課題組合作在國際期刊Science Advances(IF=12.804)上發表最新論文,研究者創造性的通過誘導干細胞聚集成三維球體用于血管再生,蛋白質組學方法揭示了其作用機制:通過低氧誘導因子-1(HIF-1)信號通路調控促血管生成生物活性因子分泌。將SSP分泌因子整合到具有細胞膜衍生表面涂層的微/納米顆粒中,人工重構了3D干細胞(ASSP),在局部缺血和全身性缺血的動物模型中均表現出良好的血管重建效果,為缺血組織再生的治療選擇提供了新的希望。景杰生物為該研究的蛋白質組學提供了檢測和分析工作。1、誘導生成3D SSPs,更能夠促進促血管生成因子的分泌研究者首先采用一種簡便的方法(8-PEG-RGD)誘導促血管生成因子(CF)的脂肪組織骨髓間充質干細胞(aMSCs)聚集成三維球體(3D-SSPs)。分別比對2D培養和3D培養細胞條件下,發現在細胞數...
發布時間: 2020 - 05 - 29
文 | 高友鶴 ( 北京師范大學生命科學學院)醫學一個最關鍵的問題就是疾病的早期診斷。如果能早期發現疾病,我們就可以更早地開始干預, 而如果能 在可以逆轉的階段 就 開始介入,也許很多疾病不至于發展到嚴重的階段。 也許我們活得更健康,更長久。全世界的科學家在這個領域上已經努力了很長時間了。但是整體的方向是希望能在血里利用盡可能先進的儀器和方法,找到盡可能小的蛛絲馬跡。一兩年前Theranos的丑聞刷屏。拋開是與非不談,從這個“滴血診斷疾病”的騙局中,我們能得到什么有用的信息呢?1、說明疾病診斷是一個非常重要的事情。2、說明至少很多人都認為診斷的市場極大。3、能騙一段時間,說明理論上這個故事不是完全不可能達到的。其實除了在一個公司的儀器上下注,期望在技術方法上挖掘潛力,我們還應該認真思考,是不是我們找錯了地方呢?尿液蛋白的敏感變化穩定的內環境是高等生物的生存優勢。相比而言,血液更傾向穩定,而尿液是血液經過腎臟而生成,對于生物來說,尿液完全沒有穩定的必要性和機制。對于一個在血液中發生的變化,假設這個變化來源于疾病過程,它會被肝肺腎皮膚等器官利用各種機制把血中的這個變化縮小甚至消除, 這樣最有利于該生物的生存。所以血液只能在一段時間內體現沒有被完全清除的變化。要想在血液中找到穩定的變化,這個變化要足夠大足夠持續,以至于身體的穩態機制都動用起來也不能有效清除的疾病階段,也就是說至...
發布時間: 2020 - 05 - 29
甲狀腺結節(thyroid nodule),是指在甲狀腺內細胞增生后出現的團塊。它可由多種因素引起,在當代人群中較為高發,其患病率高達18.6%(2013年統計數據)。與多數結節一樣,甲狀腺結節有良惡性之分,良性的甲狀腺結節(如濾泡腺瘤)約占90%,對日常工作生活不會有影響,而惡性的甲狀腺結節(如濾泡癌)需要盡早進行醫治。目前惡性結節治療的主要手段為切除甲狀腺,由于現有的甲狀腺結節良惡性診斷手法,存在過度治療或過度診斷的現象,致使結節攜帶者的生活質量受到極大的影響。即使基于基因的甲狀腺結節良惡性診斷試劑盒已投入到臨床應用,但由于甲狀腺結節惡性程度低等原因,基因水平上的改變并不明顯,存在較大誤診的可能性。近日,西湖大學生命科學學院郭天南組、工學院李子青組等合作研究團隊,運用蛋白質組學技術系統分析了近千例甲狀腺結節病人組織樣本的蛋白質組差異,結合人工智能機器學習,鑒定到可區分甲狀腺結節良惡性的蛋白質分子標記物的組合,臨床應用準確率達到了90%,將有望克服當前甲狀腺結節良惡性診斷的難題。相關研究成果已于近日以Protein Classifier for Thyroid Nodules Learned from Rapidly Acquired Proteotypes為題在預印版平臺medRxiv上線。1、甲狀腺結節的大樣本蛋白質組學分析蛋白質組學廣泛運用于疾病標志物鑒定,為了克服甲狀腺結...
發布時間: 2020 - 05 - 29
新冠肺炎已迅速在全球蔓延,對全球公共衛生造成嚴重威脅并對全球經濟造成嚴重影響。目前針對新冠主要是一些支持性和對癥治療,因此迫切需要開發抑制SARS-CoV-2感染或復制的療法。盡管SARS-CoV-2與其他冠狀病毒有相似之處。但目前仍然缺乏對SARS-CoV-2感染機制的理解以及針對新冠的潛在治療方案。2020年05月14日,德國法蘭克福歌德大學醫學病毒研究所研究團隊在Nature上發表題為Proteomics of SARS-CoV-2-infected host cells reveals therapy targets的研究成果。研究人員通過蛋白質組以及翻譯組等技術對病毒感染不同時間點的樣本進行研究。分析表明SARS-CoV-2病毒感染重塑了宿主細胞多種核心調控通路像翻譯,剪接,碳代謝和核酸代謝等,針對這些途徑的小分子抑制劑可抑制病毒在宿主細胞中復制。研究不僅擴展了我們對于新冠病毒感染分子機制的理解,并鑒定了抑制病毒復制的潛在藥物,為新冠臨床治療方案的開發提供新思路。1、建立SARS-CoV-2感染人細胞實驗模型為了研究針對SARS-CoV-2的潛在抗病毒藥物,研究者首先在Caco-2細胞(人結腸癌上皮細胞系)中建立了SARS-CoV-2感染的細胞培養模型,并通過檢測24小時內細胞上清中的病毒RNA分子的持續增加驗證了該模型的有效性。圖1. SARS-CoV-2感染人細胞實驗...
發布時間: 2020 - 05 - 29
多發性骨髓瘤( multiple myeloma,MM)是我國血液系統第二位常見惡性腫瘤。隨著蛋白酶體抑制劑(PI)和免疫抑制劑的廣泛應用,MM患者的緩解時間和生存期逐漸延長,然而患者最終仍將復發或進展,目前仍無法徹底治愈。蛋白酶體抑制劑已經成為MM治療的主要方法,研究蛋白酶體抑制劑治療的可能細胞機制對于MM的臨床用藥意義重大。2020年4月22日,國際專業學術期刊Nature Communications上發表了PIs藥物機制的最新成果。美國加州大學舊金山分校的Arun Wiita團隊運用磷酸化修飾組學技術,比較了在有或沒有蛋白酶體抑制劑(PI)的情況下蛋白磷酸化修飾組的差異。研究發現了新的PI作用機制:除了能夠通過抑制蛋白降解破壞細胞內蛋白質穩態,還能夠通過磷酸化修飾RNA剪切體來生成不同功能蛋白。直接靶向抑制剪切體(spliceosome)顯示出強大的抗腫瘤活性,為治療骨髓瘤提供了新的思路和策略。1、Cfz導致的磷酸化修飾參與RNA剪接調控Carfilzomib(Cfz)是一種環氧酮蛋白酶體抑制劑,臨床上廣泛用于治療復發難治性多發性骨髓瘤。研究人員首先運用label-free磷酸化蛋白組學(質譜策略)、與轉錄組學檢測Cfz處理24h后MM.1s多發性骨髓瘤細胞(樣本策略)的變化。研究定量到5791個磷酸化位點,99%的磷酸化位點發生在Ser或Thr。研究者驚訝的發現,與處理前...
發布時間: 2020 - 05 - 29
截至目前,新型冠狀病毒SARS-CoV-2在全球已造成超過400萬人感染,累計死亡病例超27萬例,引起全球社會和經濟的巨大混亂。對于疫情的控制還沒有已證實臨床療效的抗病毒藥物,也缺乏控制該疾病的疫苗。理解新冠病毒感染人類細胞的分子機制,尋找適用的藥物,對于疫情的防控至關重要。近日,由加州大學舊金山分校(UCSF)Nevan Krogan教授領銜的合作研究團隊系統研究了新冠病毒蛋白與人類蛋白的相互作用,確定了332個具有高置信度的病毒互作關系,其中有69種可通過已有的藥物進行靶向針對。研究結果無論對基于現有藥物“老藥新用”治療新冠肺炎,或是指明新藥研發方向,都有重要的意義。該研究成果于4月30日在國際頂級學術期刊Nature發表。研究人員首先克隆、標記和表達了29種新冠病毒蛋白中的26種蛋白,并利用親和純化質譜(AP-MS)鑒定了與每種蛋白相互作用的人類蛋白,鑒定了332種高度可信的新冠病毒-人類蛋白相互作用(PPI)。確定了69種針對可用藥的人體蛋白或宿主因子。對這些宿主因子靶向劑的進一步研究,包括他們與直接針對病毒酶的藥物的結合,可能會促成一種治療冠狀病毒的有效方案。圖1 SARS-CoV-2與人類蛋白相互作用蛋白質譜鑒定流程對于每種SARS-CoV-2病毒蛋白,研究人員進行了基因本體論富集分析,發現SARS-CoV-2病毒蛋白在人體中連接到廣泛的細胞生物學過程,包括:DNA復制...
發布時間: 2020 - 05 - 29
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