2016年08月24日訊 很(hen)多年前(qian)，斯坦福大學的(de)研(yan)究(jiu)者David Enard就發(fa)現(xian)在(zai)人類和(he)其它靈長(chang)類動(dong)物機體的(de)基因組(zu)中(zhong)存在(zai)一些(xie)適應性(xing)的(de)信(xin)號，但(dan)當時研(yan)究(jiu)者并不清楚(chu)到底(di)是哪種選(xuan)擇(ze)性(xing)的(de)壓力驅(qu)動(dong)引發(fa)這些(xie)適應性(xing)的(de)出(chu)現(xian)，Enard說道，我非常失落(luo)，這就好(hao)比在(zai)地(di)上看見(jian)了(le)腳(jiao)印，但(dan)我卻(que)不知道是哪種動(dong)物留下(xia)的(de)腳(jiao)印兒一樣，而(er)病(bing)毒或許可以解(jie)釋這種適應性(xing)表現(xian)，因為病(bing)毒可以同細(xi)胞(bao)中(zhong)的(de)細(xi)胞(bao)器相互作(zuo)用從而(er)在(zai)細(xi)胞(bao)內實現(xian)病(bing)毒的(de)自我復制(zhi)。
研究(jiu)者(zhe)David Enard是Dmitri Petrov教授實驗室的(de)(de)(de)成員(yuan)之一，在(zai)一項(xiang)刊登于國(guo)際雜志eLife的(de)(de)(de)研究(jiu)報(bao)告(gao)中，Petrov教授的(de)(de)(de)研究(jiu)團隊通過研究(jiu)發現(xian)(xian)，病(bing)毒(du)或許是驅動哺(bu)乳動物基(ji)因組中適應性(xing)(xing)表現(xian)(xian)的(de)(de)(de)主要(yao)驅動子，尤其是機體蛋白質組中我們(men)所(suo)擁(yong)有的(de)(de)(de)30%的(de)(de)(de)適應性(xing)(xing)氨基(ji)酸(suan)改變都是為了對病(bing)毒(du)產(chan)(chan)生反應而驅動產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)。
哺乳動物(wu)機體(ti)蛋(dan)白和病(bing)毒(du)(du)之間的(de)(de)(de)軍備競(jing)賽或許早已(yi)不是什么新鮮事兒(er)了(le)，縱觀人(ren)類歷史，病(bing)毒(du)(du)引發了(le)不計其數的(de)(de)(de)人(ren)類死亡，僅(jin)在(zai)(zai)過去幾(ji)年里，研究(jiu)者就利(li)用(yong)深度測(ce)序和較好的(de)(de)(de)分(fen)析工具深入(ru)剖析了(le)病(bing)毒(du)(du)和宿主之間的(de)(de)(de)相互(hu)關系(xi)，如今科學家們也早已(yi)經開始進(jin)行(xing)更為深入(ru)的(de)(de)(de)研究(jiu)，研究(jiu)者認(ren)為，病(bing)毒(du)(du)指派用(yong)來復制的(de)(de)(de)蛋(dan)白質或許在(zai)(zai)病(bing)毒(du)(du)和宿主相互(hu)作用(yong)的(de)(de)(de)過程中扮演(yan)著(zhu)重(zhong)要的(de)(de)(de)作用(yong)。
實際上，越(yue)來越(yue)多的(de)(de)哺乳動物(wu)機體的(de)(de)蛋白(bai)都(dou)開始因(yin)為與病毒相(xiang)互(hu)作(zuo)用而發生改變(bian)，塔夫斯大學的(de)(de)病毒學家John Coffin指出，我們(men)機體的(de)(de)蛋白(bai)質組到底如何成型(xing)發展，目(mu)前(qian)(qian)我們(men)還無法對此進行解釋(shi)，目(mu)前(qian)(qian)我們(men)或許(xu)僅僅看到了冰山一(yi)角罷了。
照亮研究
在(zai)這項最新的(de)(de)研(yan)究中(zhong)(zhong)，研(yan)究者Enard花費了將近(jin)4個月時(shi)間(jian)對已經發(fa)表的(de)(de)研(yan)究成(cheng)果進(jin)行(xing)調查，他(ta)們對24種哺乳(ru)動物的(de)(de)基因組進(jin)行(xing)分析，發(fa)現在(zai)保(bao)守(shou)基因編(bian)碼的(de)(de)10000個蛋白中(zhong)(zhong)有大(da)約1300個蛋白可(ke)以同病毒(du)相(xiang)互作用，而(er)其中(zhong)(zhong)80%的(de)(de)蛋白質都沒有明顯的(de)(de)抗病毒(du)活性或免(mian)疫功能(neng)。
值得注意的(de)(de)(de)是，相(xiang)比類似功能的(de)(de)(de)其它蛋白質(zhi)而言，所謂的(de)(de)(de)病(bing)毒(du)相(xiang)互(hu)作用(yong)蛋白質(zhi)（VIPs）可(ke)以(yi)快速適(shi)應，在(zai)攜帶最大數量VIPs的(de)(de)(de)10種類型(xing)病(bing)毒(du)中(zhong)，研究者在(zai)每(mei)一(yi)種病(bing)毒(du)中(zhong)都發(fa)現，相(xiang)比非(fei)VIPs而言，VIPs的(de)(de)(de)適(shi)應性(xing)(xing)要高于前者三倍(bei)，這些病(bing)毒(du)包括HIV、HPV和流感(gan)病(bing)毒(du)等。Enard說(shuo)道，這種信號(hao)如(ru)此(ci)強勁讓(rang)我們(men)非(fei)常驚(jing)訝，這或許(xu)是由一(yi)種事(shi)實所引(yin)發(fa)，即除了機體(ti)的(de)(de)(de)免疫反應之外我們(men)或許(xu)還有如(ru)此(ci)多(duo)的(de)(de)(de)適(shi)應性(xing)(xing)存(cun)在(zai)，此(ci)外2016年8月24日(ri) 訊 /生物谷BIOON/ --我們(men)還必須采取多(duo)種手(shou)段來抵御病(bing)原(yuan)體(ti)的(de)(de)(de)入侵，而且在(zai)非(fei)免疫性(xing)(xing)的(de)(de)(de)蛋白質(zhi)中(zhong)或許(xu)還存(cun)在(zai)著許(xu)多(duo)的(de)(de)(de)適(shi)應性(xing)(xing)表現。
的(de)確，還有很(hen)多案例可(ke)以表明病(bing)(bing)毒所(suo)利用(yong)的(de)基(ji)本細胞(bao)(bao)功能或許(xu)和機體(ti)的(de)免疫力(li)無關(guan)，而這無疑再次激起了研究(jiu)(jiu)者(zhe)們的(de)研究(jiu)(jiu)熱情。其中一(yi)種最為(wei)(wei)大(da)(da)家熟知的(de)就是(shi)轉鐵(tie)蛋(dan)白受(shou)(shou)體(ti)（transferrin receptor），這種受(shou)(shou)體(ti)是(shi)一(yi)種對細胞(bao)(bao)進行鐵(tie)攝入非(fei)常(chang)關(guan)鍵(jian)蛋(dan)白質，很(hen)多病(bing)(bing)毒可(ke)以利用(yong)轉鐵(tie)蛋(dan)白受(shou)(shou)體(ti)來(lai)進入到(dao)宿主細胞(bao)(bao)中，2013年，研究(jiu)(jiu)者(zhe)利用(yong)計算機進化(hua)分析技術(shu)闡明了兩種病(bing)(bing)毒感染所(suo)引(yin)發的(de)轉鐵(tie)蛋(dan)白受(shou)(shou)體(ti)的(de)特殊氨基(ji)酸殘基(ji)改(gai)變，康(kang)奈(nai)爾大(da)(da)學(xue)的(de)研究(jiu)(jiu)者(zhe)Colin Parrish就在不(bu)同(tong)宿主機體(ti)中研究(jiu)(jiu)了轉鐵(tie)蛋(dan)白和病(bing)(bing)毒之(zhi)間的(de)相(xiang)互作用(yong)，他認為(wei)(wei)，不(bu)同(tong)宿主細胞(bao)(bao)中轉鐵(tie)蛋(dan)白受(shou)(shou)體(ti)的(de)差異很(hen)有可(ke)能是(shi)由(you)病(bing)(bing)毒所(suo)引(yin)發的(de)。
另一(yi)件引人入勝(sheng)的(de)(de)案例就是埃博拉病(bing)(bing)毒(du)和(he)其未知的(de)(de)受體(ti)：C1型(xing)尼(ni)曼-皮克(ke)蛋(dan)白（NPC1，Niemann-Pick Type C1 protein），NPC1基(ji)(ji)因主要(yao)參與膽固醇(chun)和(he)其它脂質(zhi)在細胞中的(de)(de)穿(chuan)梭過程(cheng)，該基(ji)(ji)因在罕見障礙C型(xing)尼(ni)曼匹克(ke)癥中處(chu)于突變狀(zhuang)態，而該疾(ji)病(bing)(bing)是一(yi)種引發(fa)兒童機體(ti)快速神經(jing)變性的(de)(de)嚴重(zhong)疾(ji)病(bing)(bing)；2011年，研究(jiu)(jiu)者(zhe)在Nature上發(fa)表了(le)兩篇研究(jiu)(jiu)報告闡明了(le)NPC1蛋(dan)白對于埃博拉病(bing)(bing)毒(du)的(de)(de)感染非常重(zhong)要(yao)，接下來的(de)(de)研究(jiu)(jiu)中，研究(jiu)(jiu)者(zhe)則在蝙蝠機體(ti)中闡明了(le)NPC1和(he)埃博拉病(bing)(bing)毒(du)之間(jian)的(de)(de)進化競賽。
來自紐約愛因(yin)(yin)斯坦醫學院（Albert Einstein College of Medicine）的(de)(de)研(yan)究者Kartik Chandran也對(dui)埃(ai)博拉病(bing)毒和NPC1之間(jian)的(de)(de)關聯進行研(yan)究，其目的(de)(de)在(zai)于揭示病(bing)毒利用NPC1作用的(de)(de)機制(zhi)，研(yan)究者說道，我(wo)們知道NPC1可以(yi)結(jie)合到病(bing)毒上，但(dan)下(xia)一(yi)步發生了什么我(wo)們卻并不清楚，如(ru)今我(wo)們還需要深入(ru)研(yan)究調查NPC1基因(yin)(yin)的(de)(de)突變如(ru)何能(neng)夠確定機體對(dui)埃(ai)博拉病(bing)毒感(gan)染易感(gan)性。
下一步的研究方向
這項研(yan)究所闡(chan)明的(de)適(shi)應性表現自700萬(wan)年(nian)以前人類從黑猩(xing)猩(xing)分化(hua)而(er)來就出現了，如今研(yan)究者Enard通過(guo)研(yan)究分析(xi)了在過(guo)去(qu)50000年(nian)里特殊病毒(du)對近來蛋白質適(shi)應性表現的(de)效應。
其(qi)(qi)中一個(ge)主(zhu)(zhu)要(yao)的(de)(de)難題(ti)就是(shi)如何協調病(bing)(bing)(bing)毒(du)和宿(su)主(zhu)(zhu)之間(jian)不同(tong)(tong)的(de)(de)進化速率，對(dui)于人類而言或許(xu)需要(yao)花費10000年(nian)才(cai)能夠(gou)適(shi)應(ying)(ying)一種病(bing)(bing)(bing)毒(du)，但病(bing)(bing)(bing)毒(du)的(de)(de)適(shi)應(ying)(ying)或許(xu)僅會在幾(ji)周(zhou)時間(jian)內就可(ke)以逃(tao)避療法的(de)(de)攻擊，如今這種問題(ti)變得(de)非常嚴(yan)峻，隨著科(ke)學(xue)家(jia)們鑒別出了(le)(le)內源性的(de)(de)逆轉錄病(bing)(bing)(bing)毒(du)序(xu)列(lie)（即10萬(wan)(wan)年(nian)-100萬(wan)(wan)年(nian)的(de)(de)病(bing)(bing)(bing)毒(du)整合到宿(su)主(zhu)(zhu)的(de)(de)基因(yin)組(zu)中），他們發現這些逆轉錄病(bing)(bing)(bing)毒(du)序(xu)列(lie)在人類基因(yin)組(zu)中占到了(le)(le)大約(yue)8%的(de)(de)比例，研究(jiu)者認為，減(jian)緩病(bing)(bing)(bing)毒(du)適(shi)應(ying)(ying)性的(de)(de)其(qi)(qi)中因(yin)個(ge)因(yin)素就是(shi)需要(yao)許(xu)多(duo)(duo)不同(tong)(tong)的(de)(de)宿(su)主(zhu)(zhu)蛋白(bai)：HIV和流(liu)感病(bing)(bing)(bing)毒(du)等，每一種病(bing)(bing)(bing)毒(du)都會利用多(duo)(duo)種輔因(yin)子來進行復(fu)制。
長期以來(lai)，科學家們(men)都通過(guo)設計(ji)靶向(xiang)(xiang)作用宿(su)主蛋(dan)白而不是病毒自(zi)身的(de)(de)(de)(de)抗病毒藥(yao)物(wu)來(lai)利用緩慢的(de)(de)(de)(de)宿(su)主進化作用，比如，研(yan)究者Chandran的(de)(de)(de)(de)團隊如今就在尋找暫時(shi)靶向(xiang)(xiang)可以阻斷NPC1功(gong)能的(de)(de)(de)(de)藥(yao)物(wu)，諸(zhu)如NPC1的(de)(de)(de)(de)宿(su)主蛋(dan)白往往是固(gu)有的(de)(de)(de)(de)靶點，因(yin)為其(qi)對于細胞的(de)(de)(de)(de)功(gong)能非常重要，阻斷其(qi)功(gong)能或許會(hui)誘導短暫出(chu)現(xian)C型尼曼匹克癥的(de)(de)(de)(de)癥狀；從另一方面來(lai)講(jiang)通過(guo)藥(yao)物(wu)性制劑誘發潛在的(de)(de)(de)(de)改變或許會(hui)使得那些適(shi)應(ying)性的(de)(de)(de)(de)蛋(dan)白質(zhi)表現(xian)出(chu)更(geng)好的(de)(de)(de)(de)耐受性。
由于這項最新研(yan)究(jiu)對VIPs進(jin)(jin)行(xing)了一項保守性的(de)估計，因此目(mu)前(qian)研(yan)究(jiu)者Petrov的(de)研(yan)究(jiu)團隊正(zheng)在尋找額外的(de)相(xiang)互作(zuo)用(yong)，其(qi)中(zhong)就包括寨卡(ka)病毒所指派的(de)蛋(dan)白；最后(hou)(hou)研(yan)究(jiu)者Enard說道，這正(zheng)是我們未(wei)來所要進(jin)(jin)行(xing)的(de)工(gong)作(zuo)，盡管目(mu)前(qian)存在很多與病毒之間的(de)相(xiang)互作(zuo)用(yong)，但還有(you)更多不為人(ren)知的(de)相(xiang)互作(zuo)用(yong)有(you)待于我們后(hou)(hou)期深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)來探索(suo)。
細菌是具有細胞結構的生物體；體(ti)積較病毒(du)大(da)，有細(xi)胞基本(ben)結構(gou)即細(xi)胞膜、細(xi)胞壁(bi)、細(xi)胞質和細(xi)胞核(he)，除此之外還有夾(jia)饃、鞭毛、菌毛等特殊結構(gou)。
致病性不同：病毒是以靶器(qi)官為目標，具有吸附、轉移(yi)和復(fu)制(zhi)功(gong)(gong)能；當病毒感染(ran)人(ren)(ren)以后，將自身遺傳物質轉移(yi)到(dao)人(ren)(ren)體細(xi)胞(bao)內，然后進行(xing)自我復(fu)制(zhi)，從而干擾了(le)人(ren)(ren)體細(xi)胞(bao)的(de)正(zheng)常生命活動，造(zao)成細(xi)胞(bao)內的(de)功(gong)(gong)能紊亂(luan)，甚至導致細(xi)胞(bao)裂解(jie)死亡。
細菌(jun)(jun)是在微生物的培養基進(jin)行細菌(jun)(jun)繁(fan)(fan)殖(zhi)；一(yi)(yi)方面細菌(jun)(jun)自身(shen)具有侵(qin)襲力，即細菌(jun)(jun)突破皮膚、粘(zhan)膜等(deng)屏障，進(jin)入(ru)機體(ti)(ti)內(nei)定值、繁(fan)(fan)殖(zhi)以(yi)及擴散的能力，從而損傷人體(ti)(ti)。另一(yi)(yi)方面細菌(jun)(jun)感(gan)染人體(ti)(ti)以(yi)后(hou)會(hui)不斷釋放(fang)毒(du)素。
抗病毒藥物不能準確消滅、控制病毒：病毒(du)體積微小，通(tong)過宿主細胞轉移、釋放和(he)復制病毒(du)生存(cun)的(de)，從而破壞了人(ren)(ren)的(de)正(zheng)常細胞。所以人(ren)(ren)類在消滅(mie)病毒(du)的(de)同時(shi)，往往就(jiu)(jiu)會“犧牲”人(ren)(ren)體細胞。這(zhe)就(jiu)(jiu)會出現(xian)“殲敵千人(ren)(ren)、自毀八(ba)百(bai)”的(de)困難局面(mian)。
而且有些病毒被消滅也許并不是病毒藥物的“功勞”，是靠人體自身免疫力來對抗病毒，這就是我們常說的自限性。所以，并不是所有的病毒，都有藥物能夠控制、消滅病毒的。
病毒的變異：病(bing)(bing)毒變異是(shi)(shi)病(bing)(bing)毒的(de)基(ji)因(yin)(yin)在某一序列片段的(de)氨基(ji)酸發生了變化；病(bing)(bing)毒變異是(shi)(shi)病(bing)(bing)毒對(dui)外界環境變化的(de)適應，病(bing)(bing)毒變異非常正(zheng)常，比(bi)如流感病(bing)(bing)毒幾(ji)乎每一、二年都會有變異，因(yin)(yin)此，當人們剛剛研制出預防病(bing)(bing)毒疫苗，由于其變異，就使(shi)得疫苗的(de)作用大打折扣。
病毒具有免疫逃逸的特性：病毒能夠通過各種方式使得人體免疫細胞不能發現病毒，當我們的免疫細胞、免疫組織、免疫器官還沒有發現病毒存在的時候，就不能啟動免疫反應，而當免疫發生反應的時候，往往病毒已經改變活動軌跡，逃逸到其他靶器官去了，不能有效病毒殺傷。
當然，人(ren)體內不是(shi)所有細(xi)菌(jun)都是(shi)有害的(de)，我們的(de)腸道內還(huan)有許多益生(sheng)菌(jun)，可以(yi)幫助我們建立正常的(de)菌(jun)群，維持(chi)腸道正常生(sheng)態平衡(heng)。因此(ci)，抗生(sheng)素也是(shi)不能濫用的(de)，否則就(jiu)會人(ren)為的(de)制造“超級細(xi)菌(jun)”，我們就(jiu)診斷無藥可用了(le)。
因此，由于病毒具有強大自我復制功能、病毒的變異、逃逸能力，病毒無處不在、往往還需要人類自身免疫功能來控制病毒，使得我們在預防病毒和控制、消滅病毒方面面臨著種種考驗。細菌由于其是靠分裂繁殖，需要一定的條件，相對于病毒是可以有抗生素控制的。
這個概念最早是在1995年提出的，它在本質上指的是在大規模水平上研究蛋白質的特征，包括蛋白質的表達水平，翻譯后的修飾，蛋白與蛋白相互作用等，由此獲得蛋白質水平上的關于疾病發生，細胞代謝等過程的整體而全面的認識。
目前，在蛋白質功能方面的研究是極其缺乏的。大部分通過基因組測序而新發現的基因編碼的蛋白質的功能都是未知的，而對那些已知功能的蛋白而言，它們的功能也大多是通過同源基因功能類推等方法推測出來的。有人預測，人類基因組編碼的蛋白至少有一半是功能未知的。因此，在未來的幾年內，隨著至少30種生物的基因組測序工作的完成，人們研究的重點必將轉到蛋白質功能方面，而蛋白質組的研究正可以完成這樣的目標。在蛋白質組的具體應用方面，蛋白質在疾病中的重要作用使得蛋白質組學在人類疾病的研究中有著極為重要的價值。
疾病的產生可能僅僅是因為基因組中一個堿基對的變化，如β-血紅蛋白第六位上的Glu變為Val就導致了鐮刀型細胞貧血癥的發生。然而，對于大多數疾病來說，其疾病發生機制要復雜的多。因此，對于疾病發生的分子機制的認識就需要一些能夠解決這些復雜性的方法來完成。而作為細胞中的活性大分子，蛋白質無疑是與疾病相關的主要分子，蛋白表達水平的改變是與疾病，藥物作用或毒素作用直接相關的。因此，基于蛋白質整體水平的蛋白質組學在人類疾病研究中無疑將發揮重要作用。
現在，蛋白質組學在人類疾病中的應用已經在一些疾病如皮膚病，癌癥，心臟病中廣泛開展了，而這些研究則主要集中在這樣幾個方面：尋找和疾病相關的單個蛋白，整體研究某種疾病引起的蛋白表達或修飾的變化，利用蛋白質組尋找一些致病微生物引起的疾病的診斷標記和疫苗等。下面，我們就將就蛋白質組學的基本技術和這些領域的應用作一些介紹。
蛋白質組學研究的基本技術
對于蛋白質組學的研究來說，它的最基本的實驗手段就是利用雙向凝膠電泳(two-dimensional protein electrophoresis, 2DE)，在整個 基因組水平上檢測蛋白質表達的情況。雙向凝膠電泳首先利用等電點聚焦來分離不同等電點的蛋白，再利用SDS－PAGE來分離不同分子量的蛋白，其分辨率是非常高的。微克級的蛋白質就可以被很好的分辨開了，如在微克級水平上，有人從一個蛋白混合物中最多分開了11200種蛋白質，數量是非常可觀的。因而，微克級的蛋白的雙向凝膠電泳常被用來初步檢測表達或修飾有變化的蛋白。然后，同樣的蛋白混合物樣品可用于毫克級的2DE，這樣，電泳圖譜上的每一個多肽就可被純化并進行下一步的分析，如質譜，末端或中間的氨基酸序列分析等。
僅僅進行雙向凝膠電泳顯然是遠遠不夠的，因為由雙向電泳得到的蛋白質表達情況的變化并不能和具體的何種蛋白表達出了變化聯系起來。而一些如蛋白質印跡或凝集素親和印跡等傳統技術對于這方面的信息也幫助不大。為了鑒定這些由電泳得來的蛋白，質譜(MS，mass spectrometry)被廣泛應用在蛋白質組學中。對于蛋白質的鑒定，有兩種方法用的最為廣泛，即MALDI－MS ( matrix-assisted laser desorption ionization)和ESI－MS (electrospray ionization)。這兩種方法各有自己的 適用范圍，通常前者對于分析高分子量的蛋白更有效，而后者對于蛋 白的檢測靈敏度更高，常可達到飛克級水平以下。質譜可以用于蛋白質分析主要是因為它可以提供特定蛋白的不同方面的結構信息，如它可直接測定蛋白或多肽的分子量信息，也可用來獲得一些蛋白質序列信息等。同時，質譜也可通過多肽片段分子量的改變來得到一些關于糖型，磷酸化和其它翻譯后修飾的數據。因此，質譜對于蛋白質的鑒定是非常重要的，而它的進展也無疑會大大促進蛋白質組學的研究進展。
單個的疾病相關蛋白的尋找
在疾病發生過程中，由于和疾病相關的遺傳信息的變化常常會導致蛋白的種類和數量發生變化，而這些變化是可以被可以被高解析度的雙向凝膠電泳所檢測到的，這就是利用蛋白質組學尋找和鑒定疾病相關蛋白的依據。
結腸癌的產生是一個包含了多個基因突變的多步過程，這其中包括抑癌基因的功能喪失，癌基因的活化等。然而，腫瘤發生的具體機制仍不清楚。對于這樣一種涉及多種蛋白的疾病，人們已經開始利用蛋白質組學來分析結腸粘膜發生惡性轉化后的多肽的變化了。對照15例結腸癌病人和13例正常人的結腸表皮的雙向凝膠電泳結果發現，二者分別含有882個和861個點，而這些點中，有一個蛋白，其分子量為 13kDa，等電點為5.6，它只在腫瘤組織中專一性的表達。在15個癌癥樣品中，有13例的此蛋白表達上調，占到了87%。進一步的研究也證實了這個蛋白在不同程度的癌癥引起的發育異常中也有明顯的表達水平上的差異。由雙向電泳發現的這個可能與癌癥相關的蛋白到底是什么蛋白呢？從電泳的凝膠上得到的這個點經胰蛋白酶水解后，得到的肽段由μ－HPLC分離后測序。測序的結果拿到兩個序列，LGHPDTLNQ和VIEHMEDLDTNADK，這與鈣粒蛋白B的情況完全吻合。進一步的用MALDI－MS分析的結果也證實了這個蛋白就是鈣粒蛋白B。同時，結合以前的發現，即由鈣粒蛋白B和A組成的異源二聚體蛋白鈣防衛蛋白在胃腸腫瘤病人的糞便樣品中含量有很大提高，鈣粒蛋白B在腫瘤性轉化的組織中的高專一性存在顯示出它在結腸癌的產生中具有重要的作用。盡管蛋白的具體功能還需要進一步的闡明，但這個例子已經可以證明，由蛋白質組學方法尋找疾病相關蛋白肯定是可行的。
這方面的另一個例子是關于肝細胞癌的研究。雙向凝膠電泳已經被成功的用于發現化學誘導的鼠的肝癌相關蛋白中。而雙向電泳和蛋白質化學方法的聯合應用也更深化了對這些癌癥相關蛋白的具體特征的認識。在用N－甲基－N－亞硝基脲誘導了鼠的肝癌后，利用雙向電泳發現了一些表達有變化的蛋白，經氨基酸序列分析后，分析其中一個蛋白是來源于肝癌的醛糖還原酶樣蛋白( hepatoma-derived aldose reductase-like protein)。這個蛋白分子量為35KDa，等電點為7.4，它是 一種在肝癌和胚胎的肝中特異性表達的蛋白。利用雙向電泳得到了這樣一種可能和癌癥相關的蛋白后，一些蛋白質化學的方法可用來對這種蛋白和疾病的相關性作進一步的研究。有人利用免疫組化的方法發現，直接針對來源于肝癌的醛糖還原酶樣蛋白的抗體FR－1表明，這個蛋白在化學誘導的肝癌小鼠的發生腫瘤轉化的前期和轉化的早期就已經有很強的表達了，而正常肝組織中并無表達。這都是該蛋白涉及肝癌發生過程的有力證據。
已有的一些關于此蛋白的研究表明，醛糖還原酶是還原酶超家族的成員，在山梨糖醇途徑中它可以催化葡萄糖向山梨糖醇的轉化，而且在一些糖尿病的并發癥的發生中它也有作用。作為一種酶，它可以水解一些生物異源物質等，因此它也參與了一些解毒過程。而在肝癌發生過程中，一些解毒酶的表達水平或活力增高已是公認的事實了。對于醛糖還原酶這一類有解毒功能的蛋白來說，只有由雙向電泳發現的肝癌來源的醛糖還原酶樣蛋白是與肝癌相關的。它首先在胚胎肝中表達，但在成年的肝中就不表達了。肝癌發生時，它又重新表達了。因此，目前可以初步推斷，醛糖還原酶樣蛋白在肝癌發生過程中是與肝的解毒過程相關的。現在，在人的肝癌中，也找到了鼠的醛糖還原酶樣蛋白的同源蛋白，它同樣是在人的不同組織中選擇性表達的。
疾病相關蛋白的整體研究
對于大多數疾病來說，疾病造成的往往不只一個或幾個蛋白的變化，參與疾病過程的蛋白的數目也是很大的，因此除了通過雙向凝膠電泳來尋找與疾病相關的單個蛋白外，通過蛋白質組對表達情況有變化的蛋白在整體水平上的研究同樣是非常重要的。目前，在利用雙向凝膠電泳進行的蛋白整體水平的研究方面，擴張性的心肌病(Dilated cardiomyopathy, DCM)是一個較好的例子。
擴張性的心肌病是一種嚴重的心臟疾病，對于這種疾病的致病機理和涉及的分子都還不清楚，而且，對于這樣一種復雜的疾病來說，也不可能僅由一種致病機理造成。因此，對于這樣的疾病，從整體的蛋白質組水平來研究是極為必要的。另外，相對其它組織而言，主要由心肌細胞組成的心臟是一種相對均一的組織，這也為用雙向凝膠電泳進行蛋白質組的研究提供了良好的基礎。對DCM的蛋白質組的研究在九十年代初就已經開始了，目前，心肌的雙向凝膠電泳的數據庫已經建立。盡管國際上各實驗室之間的數據之間有著如不同的樣品制備，不同的等電聚焦條件，不同的凝膠大小等差異，但這些數據的比較證明，在大多數情況下，不同蛋白的點的位置還是相對穩定的，可以進行大規模的比較研究。
在Knecht等人的研究中，得到了一個高解析度的具有大約3300個心肌蛋白點的雙向電泳結果，并對其中的150個蛋白進行了氨基酸分析，N端和中間的Edman降解以及MALDI－MS等一系列鑒定。而對幾百個正常和擴張性心肌病的病人的2－DE結果比較發現，兩者的蛋白條帶具有可比性。除去一些可能由不同的疾病有關參數如患病程度，用藥情況，病人年紀等因素造成的無重復性的點的多少和強度的變化外，患病者和正常人有25種蛋白在統計學上具有顯著差異。這些即是DCM相關蛋白。而這個結果是在對幾百個樣品的大規模研究的基礎上得來的，而也只有大規模的研究，才能體現出這個結果在實際應用前景上的價值。對于這幾十種疾病相關蛋白，我們可以用一些其它方法，如免疫組化，酶活測定等，來作進一步的鑒定，確認它們與疾病的相關性以及它們在疾病中的作用等。這些工作都是在基于蛋白質組的研究基礎上進一步的深入而進行的，顯然，在幾百個DCM患者和正常對照的樣品的大規模水平上對疾病相關蛋白的整體研究無疑是最為基礎和有效的。
病原微生物的蛋白質組學分析
近幾年來，關于傳染病的研究變得比原來更為重要。一些新的傳染原，如Borrelia burgdorferi，HIV，Ebola病毒等的出現，使得一些原來認為已被控制的疾病如結核，多抗藥性的鏈球菌屬感染等又有所增 加。因此，對于有毒力的微生物和病毒進行蛋白質組學的分析就顯得非常必要，它可以用來尋找和研究毒力因子，抗原，疫苗等，而這些對于疾病的診斷，治療和防治是極為重要的。目前，已經有18種微生物的基因組測序已經完成，而另有60多種的微生物的基因組測序正在進行當中，這些基因序列的信息和相對真核組織來說少得多的基因數量都為蛋白質組的研究提供了良好的基礎。
疏螺旋體屬的Borrelia burgdoferi是引起多系統疾病人類Lyme氏疏 螺旋體病的主要致病因子。這種疾病的癥狀開始時常表現為一些環狀紅斑樣皮疹以及流感樣癥狀，發展下去也會造成一些神經系統的并發癥和關節炎等。目前，對這種疾病的診斷主要是通過臨床癥狀的判斷并輔以血清學實驗如ELISA，免疫印跡等來證實。由于這些實驗具有不同程度的敏感性和特異性，診斷并不是標準化的。利用蛋白質組學的研究提供一些新的較為標準的診斷標記就顯得尤為必要了。
Borrelia burgdoferi的染色體上有853個基因，它的11個質粒上有額 外的430個基因。它的雙向凝膠電泳圖譜大約有300個點，由這些蛋白點就可以尋找免疫相關抗體等蛋白了。將銀染的 Borrelia burgdoferi的 2DE凝膠上的其中217個點編號后，用來源于兔子的多克隆抗體采用免 疫雜交的方法鑒定了一些抗原在膠上的位置，如外表面蛋白A(OspA)，OspB，OspC，p83/100，p39，flagellin p41等。除了p83/100外，所有 抗原在2DE圖上都存在于不只一個點上。利用不同表現癥狀的Lyme氏 疏螺旋體病病人的血清與疏螺旋體的2DE圖進行印跡分析發現，具有 紅斑遷移癥狀的十個病人的血清中分別含有60種和88種抗原的IgM型和IgG型抗體，而關節炎病人的血清中含有15種抗原的IgM抗體和76種不同抗原的IgG抗體，晚期神經疏螺旋體病人的血清中則含有33種抗原的IgM抗體和76種抗原的IgG抗體，但在這三種不同疾病時期的病人血清中都含有這樣幾種抗原的抗體,OspA，OspB，OspC，flagellin，p83/100，p39等，這幾個抗原同時也是原來血清學實驗中用來診斷的標記，蛋白質組的結果驗證了原來診斷的合理性，同時，2DE的結果也發現了一些原來并沒有發現的抗原，這些正是一些新的潛在的診斷標記。更多診斷標記的發現對于診斷的標準化和準確性的提高大有幫助。
弓形蟲病是由原生動物Toxoplasma gondil寄生感染引起的，全世 界約有30%的人攜帶此種寄生蟲，而在歐洲，弓形蟲病是發生頻率最 高的傳染病之一，因此，這種疾病的危害是相當高的。在健康人群中，寄生蟲的感染通常是無癥狀的或癥狀極其輕微的，但如果是懷孕期間感染，寄生蟲就會通過胎盤，并造成胎兒的死亡。隨著懷孕時間的增加，寄生蟲穿透的可能性也會增加。因此，確定感染的時間就顯得非常重要了。另一方面，懷孕不同時期的感染后果也是不同的，在懷孕早期，器官形成過程時的感染危害可能是致死的，而懷孕的后期，胎兒的感染經常會導致一些并發癥的出現如視網膜色素異常等。如果在懷孕期間感染的婦女得到了充分的治療，胎兒感染的可能和后果的嚴重性都會大大降低。因此，及時的診斷和準確判斷感染時間對于弓形蟲病的治療是非常重要的。
但實際上，90%以上的懷孕婦女的初期感染都不能被及時發現。目前的診斷主要是依靠血清學手段和PCR方法，而用血清學的方法來檢測抗體對于一些無免疫應答的和懷孕的病人顯然是不夠的，而潛伏性感染致病恰恰是經常發生在無免疫應答的人中。如在艾滋病患者中， T.gondil就是導致腦內病變并致死的主要原因。由這些都可看出，疾病的有效的診斷對于有效的治療是非常關鍵的。同樣，蛋白質組水平上的研究為這方面的進展提供了非常有力的方法。我們可以用不同感染情況的病人的血清和T.gondil的2DE圖進行免疫印跡來尋找和感染相關的抗 原來作為診斷標記。這些不同的血清包括：急性感染弓形蟲病的 懷孕婦女的血清，急性弓形蟲病的非懷孕病人的血清，潛伏性感染弓形蟲的尚未發病者的血清。結果顯示，2DE圖上的9個點可以和感染者血清中的任一類型的免疫球蛋白反應，且這種反應和感染的狀態和發病與否無關，這9個點就可用來作為T.gondil 感染的標記。另外有7個點 和抗體的反 應則與抗體類型或發病情況有關，可用來區分不同疾病狀 況如潛伏期和急性期等，它們同樣可作為進一步判斷感染狀態的診斷標記使用。
小結
雙向凝膠電泳(yong)就象一(yi)(yi)個(ge)(ge)分子顯(xian)(xian)微鏡，將復雜的(de)(de)(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)混(hun)合物分離開(kai)來(lai)(lai)，而(er)(er)進一(yi)(yi)步的(de)(de)(de)(de)(de)由疾病(bing)(bing)和對照的(de)(de)(de)(de)(de)比較可以找(zhao)到一(yi)(yi)些疾病(bing)(bing)相(xiang)關(guan)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)。目(mu)前，蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)組(zu)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)最(zui)多(duo)(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)領域(yu)就是(shi)(shi)通過疾病(bing)(bing)和對照的(de)(de)(de)(de)(de)2DE條(tiao)帶的(de)(de)(de)(de)(de)比較尋找(zhao)單個(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)疾病(bing)(bing)相(xiang)關(guan)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)，鈣粒蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)B在(zai)結腸(chang)癌中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)達上(shang)調和肝(gan)癌來(lai)(lai)源的(de)(de)(de)(de)(de)醛(quan)糖還(huan)(huan)原酶(mei)樣蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)在(zai)鼠的(de)(de)(de)(de)(de)肝(gan)癌發(fa)生過程中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)新(xin)表(biao)達就是(shi)(shi)兩(liang)個(ge)(ge)典型的(de)(de)(de)(de)(de)例子。這些蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)和疾病(bing)(bing)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)互關(guan)系還(huan)(huan)可以通過免疫組(zu)化等方(fang)法進一(yi)(yi)步的(de)(de)(de)(de)(de)鑒定。而(er)(er)另一(yi)(yi)方(fang)面(mian)，利用(yong)(yong)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)組(zu)來(lai)(lai)進行整體水(shui)平(ping)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)(jiu)也(ye)(ye)是(shi)(shi)不(bu)(bu)可缺少的(de)(de)(de)(de)(de)。如(ru)對擴張性心(xin)肌病(bing)(bing)的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)(jiu)就顯(xian)(xian)示(shi)出了患病(bing)(bing)者和對照的(de)(de)(de)(de)(de) 25種蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)(xian)著差異，人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)心(xin)肌的(de)(de)(de)(de)(de)包括了3300個(ge)(ge)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)雙向凝膠電泳(yong)數據庫(ku)也(ye)(ye)已經建立了。對于整體水(shui)平(ping)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)(jiu)而(er)(er)言，規模越(yue)大，使(shi)用(yong)(yong)樣品數目(mu)越(yue)多(duo)(duo)，對分子機制的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)(jiu)可能就越(yue)深入，因而(er)(er)國際間的(de)(de)(de)(de)(de)協作是(shi)(shi)非常重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)。蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)組(zu)學應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)另一(yi)(yi)領域(yu)是(shi)(shi)在(zai)致病(bing)(bing)微生物的(de)(de)(de)(de)(de)診斷用(yong)(yong)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)尋找(zhao)方(fang)面(mian)，如(ru)在(zai)上(shang)面(mian)所提到的(de)(de)(de)(de)(de)Borrelia burgdoferi引起的(de)(de)(de)(de)(de)Lyme氏 疏螺旋(xuan)體病(bing)(bing)和Toxoplasma gondil引起的(de)(de)(de)(de)(de)弓形蟲(chong)病(bing)(bing)等，由蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)組(zu)學得 來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)診斷標記甚(shen)至(zhi)還(huan)(huan)可用(yong)(yong)來(lai)(lai)區分不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)疾病(bing)(bing)時期，這些都為有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de) 診斷檢測的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展提供(gong)了基礎。蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)組(zu)學的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)(jiu)在(zai)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)功能和人(ren)類(lei)疾病(bing)(bing)研究(jiu)(jiu)(jiu)方(fang)面(mian)為我們開(kai)辟了一(yi)(yi)個(ge)(ge)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)領域(yu)，盡管它還(huan)(huan)處于剛剛起步的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)成(cheng)熟期，很(hen)多(duo)(duo)技術還(huan)(huan)有(you)(you)待完善和發(fa)展，但它的(de)(de)(de)(de)(de)潛力是(shi)(shi)不(bu)(bu)可低(di)估的(de)(de)(de)(de)(de)，在(zai)將來(lai)(lai)，蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)組(zu)在(zai)人(ren)類(lei)疾病(bing)(bing)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)也(ye)(ye)必然會更(geng)加廣泛和深入。
朊病毒又稱“普里昂”或蛋白侵染子，是一類不含核酸的傳染性蛋白質分子，因能宿主體內現成的同類蛋白質分子發生與其相似的構象變化，從而可使宿主治病。
朊病毒是一類小型蛋白質顆粒，約由250個氨基酸組成，大小僅為最小病毒的1%。
發病機制都是因存于宿主細胞內的一些正常形式的細胞朊蛋白發生折疊錯誤后變成了致病朊蛋白而引起。
簡單(dan)說：致(zhi)病(bing)朊蛋(dan)白(bai)進入生(sheng)物(wu)體后，引(yin)起正(zheng)常(chang)朊蛋(dan)白(bai)構象變化成致(zhi)病(bing)朊蛋(dan)白(bai)，從而致(zhi)病(bing)。
1、朊(ruan)病毒(du)（prion，朊(ruan)蛋白(bai)）雖(sui)然叫“病毒(du)”，但是其實不是一(yi)種(zhong)病毒(du)，而(er)只是一(yi)種(zhong)蛋白(bai)質(zhi)而(er)已，不含有核酸。這種(zhong)蛋白(bai)體內有正常的(de)蛋白(bai)（PrPc），而(er)朊(ruan)病毒(du)是變性的(de)（PrPsc）。
2、先不考慮正確與否，我們先假(jia)設PrPsc可以(yi)被免(mian)疫(yi)系(xi)統識別，那么(me)出現該變性蛋白(bai)的(de)(de)(de)(de)就作為抗原被機(ji)體識別，進而受到免(mian)疫(yi)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)攻擊(ji)(ji)。而PrPsc是(shi)(shi)一(yi)(yi)個不斷(duan)誘導正常蛋白(bai)PrPc成(cheng)為PrPsc的(de)(de)(de)(de)“鏈(lian)式反應(ying)”的(de)(de)(de)(de)過(guo)程，那么(me)可以(yi)想見，大(da)(da)腦中受到如此程度的(de)(de)(de)(de)免(mian)疫(yi)系(xi)統攻擊(ji)(ji)，畫面太美。事實上，大(da)(da)部分引起腦炎(yan)的(de)(de)(de)(de)病毒(du)(du)，比如乙型腦炎(yan)病毒(du)(du)（日本腦炎(yan)病毒(du)(du)）、西尼(ni)羅(luo)病毒(du)(du)等(deng)等(deng)，都(dou)是(shi)(shi)這些病毒(du)(du)具有神經噬性，造成(cheng)大(da)(da)腦損傷的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)般都(dou)是(shi)(shi)免(mian)疫(yi)系(xi)統自己惹的(de)(de)(de)(de)禍。
3、朊蛋(dan)(dan)白是(shi)(shi)變(bian)性后直接沉(chen)積在腦部，這樣(yang)就(jiu)造成(cheng)了(le)初始免疫(yi)(yi)遞呈細(xi)胞（樹突(tu)狀細(xi)胞/DC）可(ke)能不(bu)太好識(shi)別(bie)，這樣(yang)后續的(de)(de)B細(xi)胞估計也(ye)就(jiu)不(bu)好產生(sheng)(sheng)相對(dui)于的(de)(de)抗(kang)體了(le)，而且DC不(bu)能發揮作用的(de)(de)話(hua)，T細(xi)胞免疫(yi)(yi)也(ye)就(jiu)無從(cong)談起了(le)。至(zhi)于事實是(shi)(shi)否(fou)如此，需要(yao)實驗(yan)驗(yan)證。PrPc成(cheng)為PrPsc后是(shi)(shi)主要(yao)的(de)(de)α螺(luo)旋成(cheng)為了(le)β折疊。正如其(qi)中(zhong)提到的(de)(de)免疫(yi)(yi)耐(nai)(nai)受可(ke)以(yi)(yi)導致機(ji)體不(bu)識(shi)別(bie)正常的(de)(de)蛋(dan)(dan)白，但是(shi)(shi)PrPsc不(bu)被(bei)識(shi)別(bie)是(shi)(shi)不(bu)是(shi)(shi)因為免疫(yi)(yi)耐(nai)(nai)受導致的(de)(de)卻(que)并不(bu)一定，因為α螺(luo)旋變(bian)成(cheng)β折疊是(shi)(shi)在蛋(dan)(dan)白質(zhi)二級結構上(shang)的(de)(de)改變(bian)，這無可(ke)避免的(de)(de)要(yao)引(yin)起蛋(dan)(dan)白的(de)(de)三級結構的(de)(de)改變(bian)，而如果(guo)PrPsc算外來蛋(dan)(dan)白的(de)(de)話(hua)，機(ji)體會(hui)識(shi)別(bie)出來，并且產生(sheng)(sheng)相應(ying)的(de)(de)抗(kang)體。當然現在也(ye)開始有(you)了(le)新的(de)(de)理論補充朊病(bing)毒假說，大致意(yi)思是(shi)(shi)兩種蛋(dan)(dan)白其(qi)實都存于腦部，只是(shi)(shi)病(bing)人是(shi)(shi)因為平衡發生(sheng)(sheng)改變(bian)而導致的(de)(de)“鏈式反應(ying)”，至(zhi)于對(dui)不(bu)對(dui)，還是(shi)(shi)需要(yao)時間(jian)和事實的(de)(de)檢驗(yan)。但如果(guo)這樣(yang)的(de)(de)話(hua)，那么免疫(yi)(yi)耐(nai)(nai)受就(jiu)可(ke)以(yi)(yi)解釋了(le)。
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