同位素標(biāo)記相對(duì)和絕對(duì)定量蛋白組技術(shù)研究進(jìn)展

孔漢金，張克山，劉永杰，尚佑軍，吳斌，劉湘濤

1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蘭州獸醫(yī)研究所，家畜疫病病原生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家口蹄疫參考實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州730046；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)業(yè)微生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，湖北 武漢 430070

蛋白質(zhì)組學(xué)是一種新興的高通量分析技術(shù)，與基因組學(xué)方法相結(jié)合，不僅能深入分析單個(gè)蛋白，還能對(duì)總體蛋白表達(dá)譜進(jìn)行分析，能在總體層面上闡釋蛋白-蛋白相互作用以及細(xì)胞生物學(xué)事件，有助于發(fā)現(xiàn)各細(xì)胞因子之間全新的聯(lián)系。隨著蛋白質(zhì)組學(xué)研究的深入，人們已不再滿足對(duì)生物個(gè)體組織細(xì)胞蛋白質(zhì)組進(jìn)行定性研究，而是著眼于蛋白質(zhì)量的研究。定量蛋白質(zhì)組學(xué)就是把一個(gè)基因組表達(dá)的全部蛋白質(zhì)或一個(gè)復(fù)雜的混合體系中所有的蛋白質(zhì)進(jìn)行精確的定量和鑒定，在比較蛋白質(zhì)組學(xué)研究中扮演重要角色。通過(guò)比較正常與異常細(xì)胞或組織中蛋白質(zhì)表達(dá)水平的差異，找到與疾病密切相關(guān)的差異蛋白，進(jìn)而確定靶分子，為臨床診斷、病理研究、藥物篩選、新藥開(kāi)發(fā)、新陳代謝研究等提供理論依據(jù)。但這些蛋白很少處于有或沒(méi)有的狀態(tài)，而是更多地呈現(xiàn)不同豐度的水平，因此必須采用一種無(wú)偏見(jiàn)的策略，以一種敏感和準(zhǔn)確的方法衡量這些蛋白的變化。鳥(niǎo)槍法蛋白組學(xué)策略能夠有效鑒定不同細(xì)胞和組織特定狀態(tài)下上調(diào)和下調(diào)的蛋白?；诜€(wěn)定同位素標(biāo)簽和液相色譜與串聯(lián)質(zhì)譜，最早由Gygi[1]等提出的同位素親和標(biāo)記（isotope-codedaffinity tags，ICAT）技術(shù)，其最大的缺點(diǎn)是蛋白質(zhì)序列中必須含有半胱氨酸，那些在功能上有重要作用但不含半胱氨酸的蛋白質(zhì)將會(huì)被遺失。美國(guó)應(yīng)用生物系統(tǒng)公司（Applied Bio?systems Incorporation，ABI）研發(fā)的功能強(qiáng)大的同位素標(biāo)記相對(duì)和絕對(duì)定量技術(shù)（isobaric tags for rela?tive and absolute quantification，iTRAQ）能在同一實(shí)驗(yàn)中同時(shí)對(duì)8種不同樣品進(jìn)行定性和定量分析，具有很好的精確性和重復(fù)性，并且彌補(bǔ)了ICAT技術(shù)的不足，迅速被廣大學(xué)者接受。我們簡(jiǎn)要綜述iTRAQ在定量蛋白組史中的地位作用、研究策略，及其在病毒致病機(jī)制研究和醫(yī)藥臨床相關(guān)問(wèn)題中的應(yīng)用。

1 定量蛋白組學(xué)的研究歷史

過(guò)去20年，大量基因組數(shù)據(jù)信息的出現(xiàn)徹底改變了利用化學(xué)方法鑒定單個(gè)蛋白的方式。蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)中覆蓋眾多蛋白，并且增加了注釋部分，使蛋白信息更詳細(xì)。但是數(shù)據(jù)庫(kù)中的蛋白信息只能用于定性鑒定，目前還不可能僅根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的參比蛋白對(duì)攝動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)蛋白表達(dá)水平進(jìn)行差異比較，不過(guò)結(jié)合膠染色和蛋白標(biāo)簽技術(shù)去探知不同系統(tǒng)中蛋白表達(dá)的平行比較還是可能的。

傳統(tǒng)雙向電泳通過(guò)凝膠分離和質(zhì)譜鑒定差異表達(dá)蛋白存在許多局限性，如不能檢測(cè)具有極端等電點(diǎn)的、分子過(guò)大或過(guò)小的、低豐度的蛋白及膜蛋白，而且膠依賴(lài)技術(shù)的重現(xiàn)性較低，意味著定量困難和不準(zhǔn)確。涉及同位素標(biāo)簽的鳥(niǎo)槍法蛋白組技術(shù)克服了傳統(tǒng)雙向電泳策略定量的諸多問(wèn)題[2]。細(xì)胞培養(yǎng)條件下穩(wěn)定同位素標(biāo)記技術(shù)（stable isotope label?ing with amino acids in cell culture，SILAC）采用含有輕、重同位素型必需氨基酸的培養(yǎng)基進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，使胞內(nèi)蛋白被同位素穩(wěn)定標(biāo)記，將蛋白質(zhì)等量混合后進(jìn)行分離和質(zhì)譜鑒定，氨基酸代謝滲入蛋白中，導(dǎo)致相應(yīng)肽的質(zhì)量偏移和質(zhì)譜峰值強(qiáng)度改變，從而顯示蛋白的相對(duì)豐度，對(duì)不同樣品間的相同蛋白做出相對(duì)定量，屬于體內(nèi)代謝標(biāo)記法[3]。盡管SILAC是一種高通量、高靈敏度、標(biāo)記效果穩(wěn)定的技術(shù)，但其主要缺陷在于必須依賴(lài)細(xì)胞系的內(nèi)源標(biāo)簽，因而只能用于活體培養(yǎng)的細(xì)胞或低等有機(jī)體（如蠕蟲(chóng)），對(duì)于疾病研究中常用的組織樣品、體液樣品等無(wú)法分析。同位素親和標(biāo)簽技術(shù)（isotope affinity coded tag，ICAT）是一種能比較2個(gè)不同樣品中含半胱氨酸殘基的特異性蛋白的標(biāo)簽策略[1]。2組樣品分別通過(guò)重鏈和輕鏈標(biāo)記后混合，經(jīng)液相色譜分離質(zhì)譜鑒定差異表達(dá)蛋白。ICAT標(biāo)記的肽段信號(hào)強(qiáng)度定量著2種樣品中同一蛋白的相對(duì)豐度。ICAT技術(shù)減少了樣品的復(fù)雜性，但其對(duì)半胱氨酸殘基的特異性意味著不含半胱氨酸的肽段將不被標(biāo)記，那些在功能上有重要作用但不含半胱氨酸的蛋白將會(huì)被遺失。為了克服ICAT技術(shù)的主要局限，ABI公司開(kāi)發(fā)了iTRAQ技術(shù)，這是一種新的、功能強(qiáng)大的進(jìn)行絕對(duì)和相對(duì)定量研究的方法[4]。該技術(shù)起初的設(shè)計(jì)可同時(shí)對(duì)4組樣品進(jìn)行分析，現(xiàn)已發(fā)展到8組樣品[5]。iTRAQ試劑為肽段N端及賴(lài)氨酸側(cè)鏈氨基標(biāo)記同重元素，標(biāo)記后的不同樣本間的同一蛋白表現(xiàn)為相同的質(zhì)荷比，意味著不同樣品的同一肽段在一級(jí)質(zhì)譜中表現(xiàn)為同一信號(hào)峰，減少了樣品分析的復(fù)雜性。而在二級(jí)質(zhì)譜中，肽段丟失平衡基團(tuán)后信號(hào)離子表現(xiàn)為不同質(zhì)荷比的峰，根據(jù)波峰的高度及面積可以定量不同樣品間的同一蛋白。

2 iTRAQ試劑結(jié)構(gòu)

iTRAQ試劑是一種小分子同重元素化學(xué)物質(zhì)，包括報(bào)告基團(tuán)、肽反應(yīng)基團(tuán)和平衡基團(tuán)，組合成相對(duì)分子質(zhì)量為145的基團(tuán)（圖1）。iTRAQ試劑通過(guò)肽反應(yīng)基團(tuán)與肽段N端和賴(lài)氨酸側(cè)鏈上的氨基結(jié)合，幾乎可以標(biāo)記樣本中的所有蛋白。標(biāo)記肽段經(jīng)MS/MS打碎后，報(bào)告基團(tuán)脫落產(chǎn)生不同質(zhì)荷比（114、115、116、117、118、119、121和122）的診斷離子。診斷離子是iTRAQ技術(shù)蛋白質(zhì)定量研究的關(guān)鍵，其峰高及面積與樣品中同一肽段的相對(duì)豐度呈正比。iTRAQ標(biāo)記肽除了能產(chǎn)生用于肽段定量的診斷離子外，還產(chǎn)生強(qiáng)大的y-ion和b-ion離子信號(hào)用于蛋白鑒定。iTRAQ標(biāo)簽設(shè)計(jì)中，選擇合適的報(bào)告基團(tuán)可減少低質(zhì)量區(qū)域如基質(zhì)、碎片離子噪音的干擾。iTRAQ 8-plex試劑報(bào)告基團(tuán)缺少120，因?yàn)楸奖彼豳|(zhì)荷比為120，會(huì)對(duì)質(zhì)譜鑒定結(jié)果有干擾。

3 iTRAQ的基本實(shí)驗(yàn)流程

圖1 iTRAQ試劑結(jié)構(gòu)圖[6]

iTRAQ實(shí)驗(yàn)流程包括樣品還原、烷基化、半胱氨酸封閉和胰蛋白酶消化。消化后的肽段用4或8-plex iTRAQ試劑標(biāo)記，然后混合到同一支試管內(nèi)，經(jīng)色譜純化后進(jìn)行質(zhì)譜檢測(cè)及分析。質(zhì)譜分析中，不同樣品來(lái)源的相同肽段以單一峰出現(xiàn)（iTRAQ平衡基團(tuán)確保所有標(biāo)記呈現(xiàn)相同的質(zhì)荷比）。在二級(jí)串聯(lián)質(zhì)譜，iTRAQ報(bào)告基團(tuán)脫落，其相對(duì)強(qiáng)度用于定量。每個(gè)四肽段以相同方式產(chǎn)生b-ion和y-ion離子用于蛋白鑒定。一般情況下iTRAQ并不需要在酶解前分離蛋白，但為了檢測(cè)低豐度蛋白，可提前對(duì)樣品進(jìn)行分離，富集感興趣的蛋白組分。經(jīng)一維液相分離的肽段上質(zhì)譜鑒定會(huì)存在高豐度肽段掩蓋低豐度蛋白的檢測(cè)，目前往往偶合多維分離蛋白鑒定技術(shù)（MudPIT）[7]，包括親和層析、離子交換層析、反向色譜層析和凝膠排阻層析。質(zhì)譜檢測(cè)后的數(shù)據(jù)經(jīng)由生物信息學(xué)元件分析用于蛋白定量和鑒定。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種功能強(qiáng)大的用于iTRAQ數(shù)據(jù)庫(kù)搜索和分析的生物信息學(xué)元件，其中MASCOT是目前應(yīng)用最為廣泛的蛋白搜索引擎。這些生物信息軟件具有很多特性，包括排除二級(jí)質(zhì)譜iTRAQ報(bào)告基團(tuán)、肽段N端修飾、賴(lài)氨酸修飾、半胱氨酸殘基的甲基硫甲磺酸酯（MMTS）修飾的光譜鑒定及校正iTRAQ報(bào)告基團(tuán)的肽譜峰值。而且這些生物信息分析軟件也可自動(dòng)完成相對(duì)定量。GPS Explorer（AB Sciex）能夠定量數(shù)據(jù)庫(kù)中所有肽段的iTRAQ蛋白和肽段比值。選擇一個(gè)標(biāo)簽作為基準(zhǔn)質(zhì)量，比值通過(guò)片段校正面積/參考校正面積得到。計(jì)算過(guò)程中常常用到的歸一化因子能夠規(guī)范不同樣品因含不平等總蛋白導(dǎo)致的iTRAQ比值異常。

4 iTRAQ實(shí)驗(yàn)設(shè)備和定量的準(zhǔn)確性

iTRAQ技術(shù)中兩大最普遍的質(zhì)譜儀分別為MALDI-TOF-MS/MS和ESI-TOF-MS/MS，兩者在不同iTRAQ分析中的準(zhǔn)確性和性能各有所長(zhǎng)。Kuzyk和Scheri對(duì)確定濃度的6種蛋白混合物的分析表明MALDI-TOF-MS/MS的鑒定結(jié)果更可靠，而在分析復(fù)雜的生物樣品時(shí)MALDI-TOF-MS/MS與ESITOF-MS/MS相差不多[8-9]。經(jīng)液相色譜分離的肽段MALDI-TOF-MS/MS通常比ESI-TOF-MS/MS更常用。傳統(tǒng)iTRAQ不能聯(lián)用含離子阱的質(zhì)譜儀如LTQ-Orbitrap進(jìn)行蛋白定量，這是由于在標(biāo)準(zhǔn)的MS/MS碎片離子碰撞誘導(dǎo)解離（CID）下，質(zhì)譜儀中的離子阱不能識(shí)別低分子量閾值的小產(chǎn)物離子。有人利用LTQ-Orbitrap質(zhì)譜儀，通過(guò)改進(jìn)脈沖解離（PQD）和高能碰撞誘導(dǎo)解離（HCD）片段方法，與CID聯(lián)合，使iTRAQ全蛋白組定量更敏感更準(zhǔn)確[10]。iTRAQ分析結(jié)果經(jīng)生化檢測(cè)方法如定量Western印跡和免疫熒光顯微技術(shù)驗(yàn)證有著很高的相關(guān)性，但提供合適的iTRAQ數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析也是必要的[11]。無(wú)論使用什么質(zhì)譜儀，低信號(hào)數(shù)據(jù)都有相對(duì)較高的變異性[12]。低豐度蛋白常以小肽段形式檢測(cè)，但當(dāng)使用基于統(tǒng)計(jì)的濾波方法時(shí)，小肽段會(huì)被數(shù)據(jù)庫(kù)漏掉。許多生物模型有助于解決這些問(wèn)題，包括峰值強(qiáng)度的加乘誤差模型和IsobariQ元件采用的方差穩(wěn)定規(guī)范化（VSN）算法[13]。同位素污染和背景干擾常會(huì)引起iTRAQ值的一系列低估。利用數(shù)據(jù)處理軟件校正化學(xué)濃縮和iTRAQ試劑中天然同位素雜質(zhì)，從而可提供相對(duì)準(zhǔn)確的同位素標(biāo)記。在前體離子選擇期間，質(zhì)譜儀不能識(shí)別相似質(zhì)荷比的2個(gè)肽段，這些肽段產(chǎn)生的二級(jí)質(zhì)譜光譜將會(huì)包含碎片離子和iTRAQ報(bào)告基團(tuán)，通過(guò)高分辨率的樣品分離，可以緩解相似肽段之間的覆蓋[14]。

5 iTRAQ分析結(jié)果的校驗(yàn)

iTRAQ能夠無(wú)偏見(jiàn)地定量和分析樣品蛋白組信息，其目的是為我們進(jìn)一步研究提供線索，而不是提供最終結(jié)論。iTRAQ實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，須提取有用信息并進(jìn)一步驗(yàn)證，驗(yàn)證方法取決于實(shí)驗(yàn)?zāi)康模恍╆P(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)考慮。用cut-off值去除檢測(cè)低于確定數(shù)目和離子總量分?jǐn)?shù)置信區(qū)間的肽段，可大大簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)分析（檢測(cè)低于95%總離子分?jǐn)?shù)置信區(qū)間和小于2肽）。iTRAQ蛋白率是平均值，通過(guò)計(jì)算每個(gè)肽段的單個(gè)肽段率來(lái)鑒定蛋白。任何一個(gè)不準(zhǔn)確的肽段率可能會(huì)改變整個(gè)蛋白的平均比值，因此須密切關(guān)注每個(gè)蛋白的單個(gè)肽段率。iTRAQ檢測(cè)的蛋白差異表達(dá)情況可通過(guò)生化方法進(jìn)行驗(yàn)證，如Western印跡、ELISA或免疫組化。當(dāng)免疫學(xué)方法不可用時(shí)，基于多反應(yīng)監(jiān)測(cè)（MRM）的高通量質(zhì)譜能有效用于驗(yàn)證生物標(biāo)記物[15]。

6 iTRAQ揭示病毒致病機(jī)制

基于質(zhì)譜技術(shù)的定量或半定量蛋白組方法，已廣泛應(yīng)用于病毒宿主相互作用的研究中，針對(duì)病毒感染的宿主研究闡釋了諸多病毒宿主相互作用的分子事件，為揭示病毒致病機(jī)制和診斷治療提供了重要線索。

Lu[16]等用iTRAQ技術(shù)比較了豬繁殖與呼吸綜合征病毒（PRRSV）感染和非感染條件下，豬肺泡巨噬細(xì)胞（PAM）的蛋白表達(dá)情況，共鑒定到160個(gè)宿主蛋白在病毒感染后明顯改變，這些差異表達(dá)蛋白參與病毒結(jié)合、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞黏附等多個(gè)生物過(guò)程，他們通過(guò)Western印跡對(duì)IFIT3、SOD2和hnRNP A1等3個(gè)蛋白的表達(dá)進(jìn)行了驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)hnRNP A1在PRRSV的宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制中扮演重要角色。Liu[17]等用相同方法比較了豬圓環(huán)病毒感染豬肺泡巨噬細(xì)胞的蛋白組學(xué)變化，共鑒定到145個(gè)宿主細(xì)胞蛋白發(fā)生了差異表達(dá)，這些差異表達(dá)蛋白對(duì)于闡明病毒復(fù)制和致病機(jī)制具有重要作用。Li[18]等對(duì)石斑魚(yú)虹彩病毒感染石斑魚(yú)胚胎細(xì)胞系做了iTRAQ分析，鑒定到49個(gè)病毒蛋白，其中11個(gè)是首次報(bào)道。另外還鑒定到743個(gè)宿主蛋白，這些蛋白可歸類(lèi)到218個(gè)不同的蛋白分類(lèi)中，其中分別有14個(gè)和5個(gè)宿主蛋白在病毒感染后出現(xiàn)表達(dá)上調(diào)和下調(diào)。α-2-巨球蛋白同型體1參與蛋白酶抑制，該蛋白在石斑魚(yú)虹彩病毒感染石斑魚(yú)胚胎細(xì)胞后表達(dá)上調(diào)，表明病毒可能通過(guò)抑制宿主蛋白酶和泛素表達(dá)而保護(hù)自身蛋白組分不被降解。iTRAQ技術(shù)分析結(jié)果為進(jìn)一步研究和了解病毒宿主的相互作用、病毒感染的分子機(jī)制和發(fā)病機(jī)理提供了重要線索。

iTRAQ技術(shù)也可用于全病毒的組分分析。Li[19]等用iTRAQ技術(shù)聯(lián)合LC/MALDI-TOF MS/MS對(duì)對(duì)蝦白斑綜合征病毒（WSSV）做了蛋白質(zhì)組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)7個(gè)蛋白具有乙?；腘端，RT-PCR確定了13個(gè)新鑒定的病毒蛋白。而且利用iTRAQ技術(shù)可區(qū)分WSSV病毒粒子膜蛋白與核衣殼蛋白，共鑒定到23個(gè)包膜蛋白和6個(gè)核衣殼蛋白，提示iTRAQ是一種能有效鑒定病毒蛋白亞細(xì)胞定位的方法。

7 iTRAQ在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

近年來(lái)iTRAQ技術(shù)在癌癥、神經(jīng)退行性疾病、肝臟和腎臟問(wèn)題、妊娠毒血癥、糖尿病、胰腺炎和自身免疫性疾病等醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)疾病標(biāo)記物，以便弄清疾病的發(fā)病機(jī)制，提供疾病早期診斷方法，鑒定潛在的治療靶點(diǎn)，以及弄清藥物的作用機(jī)制。還有研究試圖找到一些標(biāo)記物用于預(yù)測(cè)癌癥病人預(yù)后[20-21]。

DeSouza等[22]利用iTRAQ試劑定量標(biāo)記正常子宮和子宮癌組織，鑒定到9個(gè)潛在的生物標(biāo)記物，后試圖采用40份臨床樣品驗(yàn)證這一結(jié)果，最后發(fā)現(xiàn)用這9個(gè)標(biāo)記物區(qū)別正常和癌癥病人時(shí)并不具備敏感性和特異性，但卻發(fā)現(xiàn)另外3個(gè)蛋白（丙酮酸激酶、伴侶蛋白10和α1-抗胰蛋白酶）有著很好的敏感性和特異性。Richard[23]等用iTRAQ試劑對(duì)白血病癌基因TEL/PDGFRβ轉(zhuǎn)染和未轉(zhuǎn)染的干細(xì)胞系（FD?CP2mix）裂解液進(jìn)行標(biāo)記，并用液相色譜進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)報(bào)告離子的比值得到蛋白表達(dá)量的變化，并與用微陣列技術(shù)檢測(cè)的轉(zhuǎn)染和對(duì)照干細(xì)胞系結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，具有一致性，可能對(duì)癌基因作用機(jī)制研究有幫助。Glen等[24]利用iTRAQ鑒定到前列腺癌退化抗原gp96，一種對(duì)區(qū)分惡性和良性腫瘤有重要意義的標(biāo)記物。Rudrabhatla[25]等利用iTRAQ技術(shù)發(fā)現(xiàn)神經(jīng)微絲蛋白氨基酸殘基在Alzheimer病人中有著顯著的磷酸化。用iTRAQ也可以鑒定到膜蛋白，Han等[26]利用iTRAQ比較了常染色體顯性多囊腎病野生型和患病鼠模型的腎臟質(zhì)膜，鑒定到潛在的治療靶標(biāo)。Grant[27]等利用iTRAQ研究心臟左心室衰老后蛋白組變化，揭示隨著年齡的增長(zhǎng)心臟失去舒張功能的機(jī)制。Pendyala[28]等利用iTRAQ研究HIV-1感染后出現(xiàn)的神經(jīng)認(rèn)知性障礙（HAND）的蛋白組學(xué)變化，發(fā)現(xiàn)維生素E結(jié)合蛋白Afamin表達(dá)下調(diào)。

利用iTRAQ比較正常與病理情況下蛋白組學(xué)變化，對(duì)于診斷疾病具有重要意義。但體內(nèi)皮膚成纖維細(xì)胞、血清、唾液和其他組織常因病人年齡、性別和基因背景不同而出現(xiàn)變化，而不是由于基因突變或疾病本身狀態(tài)導(dǎo)致的特異性。例如，Miike[29]等利用iTRAQ技術(shù)展現(xiàn)了血清蛋白組分的性別差異；Truscott[30]等利用iTRAQ分析人類(lèi)水晶體，表明隨著年齡差異，蛋白-膜的相互作用有顯著改變。在關(guān)于遺傳神經(jīng)肌肉疾病的研究中，脊髓性肌萎縮（SMA）病人的GM03813皮膚成纖維細(xì)胞基因突變導(dǎo)致SMN蛋白大量減少。結(jié)合iTRAQ標(biāo)簽技術(shù)和二維液相色譜及MALDI TOF/TOF質(zhì)譜分析，比較SMA病人和正常人的成纖維細(xì)胞的定量蛋白質(zhì)組變化，發(fā)現(xiàn)SMA病人和相同年齡的陰性組最大的差異是他們具備不同基因型。但是，存在于惟一原代細(xì)胞系的肌源細(xì)胞（GM03813）而不是其他因素導(dǎo)致成肌細(xì)胞特定蛋白如SMA細(xì)胞中的肌間線蛋白顯著增加。這些現(xiàn)象為我們獲得無(wú)成肌細(xì)胞的纖維細(xì)胞群體的無(wú)限增殖和克隆原代細(xì)胞系提供了線索[11]。

在體內(nèi)進(jìn)行藥物對(duì)病人影響的研究非常困難，面臨諸多問(wèn)題，如組織樣品采集、飲食改變、感染和病人年齡等，但通過(guò)藥物和非藥物作用單細(xì)胞系的iTRAQ比較用于研究藥物作用和影響機(jī)制則直截了當(dāng)。Wang[31]等利用iTRAQ技術(shù)研究β-受體阻滯藥卡維地洛對(duì)血管平滑肌細(xì)胞的影響，發(fā)現(xiàn)13個(gè)蛋白發(fā)生了差異表達(dá)。Bai等利用iTRAQ技術(shù)觀察抗凝結(jié)藥物華法林對(duì)HepG2細(xì)胞的影響，鑒定到2種蛋白DJ-1和14-3-3發(fā)生了明顯的差異表達(dá)。2-丙基戊酸鈉被用作抗驚厥和心境穩(wěn)定劑，是一種脫乙?；福℉DAC）抑制劑，被認(rèn)為是治療SMA的有效藥物，常見(jiàn)副作用是導(dǎo)致骨質(zhì)疏松。為了探清藥物治療SMA出現(xiàn)的副作用情況，利用iTRAQ技術(shù)對(duì)藥物治療和無(wú)藥物治療的SMA皮膚成纖維細(xì)胞進(jìn)行定量蛋白組學(xué)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療組的膠原Ⅰ和Ⅵ、膠原結(jié)合糖蛋白、骨鈣化素顯著減少。膠原Ⅰ是骨基質(zhì)的主要蛋白成分，骨粘連蛋白在骨形成中扮演重要角色，這些結(jié)果揭示了長(zhǎng)期服用2-丙基戊酸鈉后導(dǎo)致出現(xiàn)骨質(zhì)疏松的機(jī)制。

8 生物靶標(biāo)

盡管已有很多文獻(xiàn)報(bào)道利用iTRAQ鑒定到潛在疾病標(biāo)記物，但是只有很少的靶標(biāo)得到充分驗(yàn)證，可以作為臨床患者受益的靶標(biāo)。為了讓一個(gè)新的生物標(biāo)記物引入臨床實(shí)踐，必須提供充分的證據(jù)來(lái)證明該標(biāo)記物是有效的、精確的和可重復(fù)的，并且它除了能夠有助于診斷病情或改善病情狀況，也應(yīng)當(dāng)有成本效益[32]。

9 結(jié)語(yǔ)

毋庸置疑，最近iTRAQ標(biāo)簽技術(shù)對(duì)定量蛋白組學(xué)的發(fā)展有著重要的影響。在同一實(shí)驗(yàn)中可分析8種樣品增加了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的靈活性，并且沒(méi)有復(fù)雜的質(zhì)譜數(shù)據(jù)分析。新的生物標(biāo)記的發(fā)現(xiàn)將幫助我們更好地弄清疾病致病機(jī)制和預(yù)后，用于提高早期診斷的敏感性，找到治療靶點(diǎn)，弄清藥物治療作用的機(jī)制。盡管iTRAQ在發(fā)現(xiàn)潛在生物標(biāo)記物中有著重要作用，但將iTRAQ技術(shù)用于臨床實(shí)驗(yàn)室的日常分析仍需要解決眾多問(wèn)題。隨著影響iTRAQ定量準(zhǔn)確性問(wèn)題的解決和數(shù)據(jù)分析工具的改進(jìn)，在未來(lái)幾年內(nèi)醫(yī)學(xué)研究將從iTRAQ定量蛋白質(zhì)組技術(shù)中得到巨大的幫助。

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