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自古套路得人心！3-10分文章最常见实验思路（二）：转录组+蛋白质组联合套路
1242 人阅读发布时间：2021-11-16 11:54
中心法则告诉我们基因先经过转录形成mRNA，然后翻译形成蛋白质发挥功能。mRNA高通量检测技术的发展较早，因此前期大量关于生物功能或病理机制的研究都是从mRNA开始。然而：
01 mRNA水平≠蛋白水平，蛋白才是真实事件的反应由于转录后调控以及翻译后调控的存在，所以mRNA的表达水平并不能代表蛋白质的水平，这也是我们实验中常常会遇到的PCR结果和WB结果不符的原因。当前的研究表明，mRNA和蛋白的相关性约在0.3-0.5之间，因此单独只研究mRNA的表达是不充分或偏倚的。而蛋白质作为细胞功能的主要执行者，它是最终参与细胞生物学过程的主要效应分子。因此，蛋白表达水平才是真实的基因表达情况的反应。近些年，随着基于质谱技术的蛋白组学的发展，为疾病病理机制研究和治疗靶点的发现提供新的路径，当前已经发表了大量的从蛋白组学开始的文章。
02 转录组和蛋白组联合研究趋势上升
鉴于转录组和蛋白组是关系非常紧密且处于上下游的两个组学，所以这两个组学的联合研究尤其受到了研究者的青睐。我们在PubMed里可以搜到大量转录组和蛋白组联合研究的文献，且数量逐年增加，这也是多组学联合研究趋势的一种体现。
本文介绍影响因子3-10分左右的、利用转录组和蛋白组联合进行研究的实验思路。
往期回顾：3-10分文章最常见的实验思路（一）：蛋白质组学+基因操作相结合
联合套路一：转录组+蛋白组+组学数据堆叠
案例一：转录组+蛋白组揭示食用甲基汞对小鼠海马组织转录组和蛋白质组的不同改变
期刊：Metallomics 影响因子：3.796
甲基汞是一种高度神经毒性的汞，存在于海产品中。本研究中，作者检测了被喂食添加0.28mg甲基汞、5mg甲基汞的食物或者未添加甲基汞的对照食物77天后的小鼠海马组织的蛋白质组和转录组变化。甲基汞暴露组脑组织中总汞含量均显著升高。在接受低剂量甲基汞和高剂量甲基汞喂食的小鼠海马组织的蛋白质和mRNA表达水平都发生了显著变化。转录组学和蛋白质组学分析的联合揭示了甲基汞通过RXR功能和超氧化物自由基降解在内的若干调节特征或途径对神经毒性、能量代谢和氧化应激的影响。（吉凯基因可提供转录组RNA测序、蛋白质组学和IPA分析）
案例二：转录组和蛋白质组学联合揭示肾脏衰老特征
期刊：Elife 影响因子：8.140
我们对衰老过程中肾脏发生的分子变化知之甚少。为了更好地理解这些变化，研究者检测了不同年龄小鼠肾组织的mRNA和蛋白质水平。作者观察到随着年龄的增长，基因和蛋白质水平发生了明显的变化。mRNA和蛋白质的变化与免疫浸润增加和线粒体功能下降有关。蛋白质显示出更大程度的变化，并揭示了一系列广泛的生物过程中的变化，包括肾脏衰老的独特的器官特异性特征。最重要的是，作者观察到在mRNA没有相应变化的情况下，蛋白质发生了功能上重要的与年龄相关的变化。作者的结果表明，仅转录组图谱提供的肾脏分子衰老特征不完整，对蛋白质变化的检测对于理解不受转录调控的衰老过程至关重要。（吉凯基因可提供转录组RNA测序、蛋白质组学、PCA分析及两组学的联合分析）
联合套路二：转录组+蛋白组+关键蛋白的锁定&验证
案例一：大鼠模型的转录组和蛋白质组揭示癫痫性心脏损伤的关键调节因子
期刊：Epilepsia 影响因子：5.864
癫痫猝死是癫痫患者心功能不全的主要结果。本研究旨在利用颞叶癫痫大鼠模型的全转录组和蛋白质组分析，探索与慢性癫痫发作相关的心脏损害的关键调节因子。作者对大鼠癫痫模型的心脏组织进行转录组和蛋白质组检测，通过RNA和蛋白层面的分析探索心脏变化的关键调节因子。作者共鉴定出1157个差异表达基因和1264个差异蛋白。网络分析揭示了七个关键基因——stat 3、Myc、Fos、Erbb2、Erbb3、Notch1和MAPK 8——可能在癫痫发作介导的心脏变化中起作用。蛋白组学结果支持癫痫动物心脏中转化生长因子β (TGF-β)通路的激活。此外，基因和蛋白质表达研究确定了STAT3、Erbb和Mapk8在与癫痫反复发作相关的心脏变化中的关键作用。（吉凯基因可提供转录组RNA测序、蛋白质组学、验证及相关分析）
案例二：蛋白组学和转录组学鉴定S100A4可作为急性髓系白血病的治疗靶点
期刊：Leukemia 影响因子：11.528
蛋白质定位异常会干扰正常的细胞功能，驱动肿瘤发展。为了理解这是如何导致急性髓系白血病(AML)的发展，作者将AML患者原始细胞的核蛋白质组和转录组与正常人CD34+细胞的进行了比较。蛋白质组的分析确定了显著影响转录调节的网络和过程，包括11种转录因子与7种以前未报道与急性髓系白血病相关的蛋白的异常表达。转录组分析发现了40种转录因子的变化，但这些mRNA的变化与蛋白质水平的变化不完全相符。与正常CD34+细胞核相比，急性髓系白血病细胞核中差异表达最高且此前未被报道的蛋白质是S100A4。在一项扩大队列研究中，作者发现核S100A4的过度表达在急性髓系白血病中非常普遍(83%；20/24 AML患者)。急性髓系白血病细胞系中S100A4的敲除显著影响其存活，而正常造血干细胞祖细胞不受影响。这些数据表明S100A4对急性髓系白血病的生存至关重要，并可能成为急性髓系白血病的治疗靶点。（吉凯基因可提供转录组RNA测序、蛋白质组学、验证及基因敲除/敲低等产品）
总结
我们将转录组和蛋白组联合的研究思路简要总结如下，希望能启发您更快地开启自己的实验探索。（吉凯基因提供从上游组学检测&分析到下游基因功能操作的服务和产品）
更多实验服务请访问我们的官网：www.genechem.com.cn
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