9月16日，國際學(xué)術(shù)期刊Cell Research 在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所胡榮貴課題組的最新研究成果，文章中報(bào)道了一種基于雙熒光的蛋白質(zhì)組水平檢測(cè)蛋白質(zhì)穩(wěn)定性變化的方法（Protein turnover assay, ProTA），以及利用該方法系統(tǒng)地研究了化療藥物蛋白酶體抑制劑硼替佐米(Bortezomib, BTZ)的藥物作用及其腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性的可能機(jī)理。
蛋白質(zhì)水平的維持基本穩(wěn)定和適度動(dòng)態(tài)變化是細(xì)胞保持活力和進(jìn)行生命活動(dòng)的基本特征和必要前提。蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)由蛋白質(zhì)翻譯、折疊、去折疊、翻譯后修飾及降解等環(huán)節(jié)組成。其中，蛋白質(zhì)降解作為蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)調(diào)控中的終端步驟，對(duì)于調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的豐度及功能發(fā)揮著極其重要的作用。研究表明，蛋白質(zhì)降解的精細(xì)調(diào)控著信號(hào)傳遞、生存、增殖等幾乎每一個(gè)基本細(xì)胞生命活動(dòng)，也影響或決定細(xì)胞對(duì)包括藥物反應(yīng)、微生物感染等內(nèi)外刺激的反應(yīng)方式和后果。蛋白質(zhì)降解異常，是癌癥、退行性疾病、腫瘤耐藥性等發(fā)生發(fā)展的基本特征和成因之一。因此研究蛋白質(zhì)的降解不僅有助于深化對(duì)細(xì)胞的基本生命過程以及相關(guān)疾病發(fā)生發(fā)展機(jī)制性認(rèn)識(shí)，而且有助于開發(fā)新的疾病診治方法。然而，目前可在組學(xué)水平系統(tǒng)研究蛋白質(zhì)降解的工具除質(zhì)譜技術(shù)之外，并不多見。
文章第一作者于濤等結(jié)合流式細(xì)胞儀（FACS）和DNA芯片技術(shù)，開發(fā)了一種可以在蛋白質(zhì)組水平相對(duì)定量檢測(cè)蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的技術(shù)，即ProTA (流程如圖所示)。該技術(shù)克服了質(zhì)譜技術(shù)“無法可靠地檢測(cè)豐度低但是功能關(guān)鍵的蛋白”的瓶頸，應(yīng)用ProTA技術(shù)可以在活細(xì)胞中同時(shí)監(jiān)測(cè)超過15000多種蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性及其變化。作為該技術(shù)的概念性驗(yàn)證，作者利用ProTA技術(shù)系統(tǒng)研究了目前市值數(shù)十億美元的腫瘤化療藥物蛋白質(zhì)酶體抑制劑BTZ的藥物作用及其腫瘤細(xì)胞抗藥性產(chǎn)生的可能機(jī)理。該項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)BTZ處理導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)脂肪酸代謝和白介素6信號(hào)途徑上調(diào)等，從而可能參與促進(jìn)腫瘤耐藥性形成。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，基于這些靶點(diǎn)理性化設(shè)計(jì)新的藥物聯(lián)用方案，可能有助于克服腫瘤細(xì)胞對(duì)BTZ耐藥性。同時(shí)，作者還意外地發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)重要細(xì)胞器蛋白酶體穩(wěn)態(tài)調(diào)控的新機(jī)制。顯然，ProTA技術(shù)作為研究蛋白質(zhì)降解組的新方法，可以與質(zhì)譜技術(shù)互補(bǔ)使用，在現(xiàn)有基因組、轉(zhuǎn)錄組等組學(xué)水平研究之外，系統(tǒng)研究和表征細(xì)胞受到信號(hào)刺激如藥物處理和微生物感染、特定基因突變或表達(dá)改變、細(xì)胞不同發(fā)育與分化狀態(tài)間的轉(zhuǎn)變等情況下的關(guān)鍵蛋白質(zhì)及分子網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性變化。目前ProTA技術(shù)的進(jìn)一步的系列應(yīng)用，正在進(jìn)行或已部分完成，研究成果也在整理中。
課題在胡榮貴研究員的指導(dǎo)下完成。參與該研究的合作單位還包括中科院上海生科院生化與細(xì)胞所阮康成實(shí)驗(yàn)室、王紅艷實(shí)驗(yàn)室、中科院上海生科院營養(yǎng)所張焱實(shí)驗(yàn)室、上海長征醫(yī)院侯健實(shí)驗(yàn)室。該課題獲得復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院陳字和張濤博士的大力協(xié)助。臺(tái)灣中研院嚴(yán)雪琪研究員、中科院上海生科院生化與細(xì)胞所的吳家睿研究員、李黨生研究員、王劼博士、德國歌德大學(xué)的Ivan Dikic教授、加州理工學(xué)院的Shirley Diamond教授等也提供了非常有益的建議和幫助。該項(xiàng)研究工作得到了中科院、國家科技部、國家自然科學(xué)基金委等經(jīng)費(fèi)支持。
Figure 1. A schematic view of the work flow for ProTA (Protein turnover assay)
