TMT技术文章解读 | 在肠癌细胞中关于基因决定蛋白丰度变化的深入研究

发布时间： 2019-06-10 03:11 来源：上海鹿明生物科技有限公司

TMT蛋白组学技术（tandem mass tags）是由Thermo公司开发的一种体外标记技术，广泛用于差异表达蛋白质分析研究中。该技术采用2重、6重或10重同位素标签，与肽段的氨基发生共价结合反应，可实现同时对2个/6个/10个不同样品中蛋白质的定性和定量分析。本文通过解读在肠癌细胞中关于基因决定蛋白丰度变化的深入研究来了解TMT技术的具体应用。

基本信息

材料：肠癌细胞

主要技术：TMT

期刊：Cell Rep.

影响因子：8.282

文章摘要

本研究通过同位素标签技术对50株不同的结肠癌细胞系进行蛋白质组学研究，同时对基因组变异的功能序列进行分析，来评估基因组变化对癌症异质性产生的影响。本研究共鉴定并定量了9000多蛋白和11000多条磷酸化肽段，构建出一个功能蛋白质相关网络，来揭示蛋白质突变产生的间接影响。通过CRISP-cas9方法敲除关键的染色质修饰基因确证基因组变异能够以转录方式通过蛋白质相互作用产生一系列的后果。最后，通过癌症细胞的蛋白质共变异网络，对基因组变异产生的影响进行量化，同时对结肠癌药物反应来建立预测模型。总之，本研究对结肠癌细胞的异质性研究提供了一个功能网络和分子结构的综合分析。

方法流程

分别对蛋白质复合物不同亚单位表达丰度和mRNA水平的Pearson’s 相关分析发现在蛋白质复合物和蛋白互作网络中，蛋白质之间存在共变异。

根据蛋白质的特性和相似性，建立蛋白复合物和蛋白质-蛋白质共变异相关网络。进而分析蛋白与mRNA，蛋白单元与单元之间的相关性。通过激酶和磷酸酶共调节磷酸化过程，确证了此网络的可靠性。

根据基因组、转录组、和蛋白质组学数据，建立弹性药物模型和预测药物模型

发现药物转运蛋白ABCB1 和 ABCB11 ，其表达水平对药物反应有重要的作用

细胞系验证：

通过CRISP-cas9方法敲除关键染色质修饰基因，验证基因突变能够引起互作蛋白的表达改变；但是部分蛋白的mRNA水平不变，说明部分互作蛋白的转录是独立的。

通过基因突变分析，发现引起蛋白质丰度变化的是功能缺失（LoF）突变，并且引起相关蛋白质下调。

蛋白丰度的改变对mRNA水平的影响很小，说明细胞通过转录后修饰机制维持蛋白质丰度。

该研究立意新颖，对于癌症异质性有独特的见解。通过蛋白质组学与已有基因组数据结合，大规模的蛋白质组检测（50个样本并设置生物学重复和技术重复，一共7组10标TMT）和大规模的数据分析证实新颖的猜想是该案例最大的特点，充分利用高通量的技术特点，对数据的整合利用如基因突变-蛋白关联分析，蛋白共网络分析等都非常独特而且吸引人。为获得高分文章提供了一个可参考的思路。

文献来源

Theodoros I. et al., Genomic Determinants of Protein Abundance Variation in Colorectal Cancer Cells. 2017, Cell Rep.

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鹿明TMT应用

TMT技术应用范围

疾病标志物筛选植物抗逆研究

发病机理研究药物靶点研究

特殊功能蛋白质筛选作用机制研究

植物品种改良工程菌改造

小鹿智囊：

1、iTRAQ/TMT实验是否需要设置重复？

通常重复包括生物学重复和技术重复，iTRAQ/TMT中常说到的还有上机重复。生物学重复即样本重复，采集来源于同一组别的不同样本(例如同样处理的不同植物、同一疾病的不同患者血清等)，通常设置3个生物学重复，但临床样本一般要求生物学重复(如疾病组和健康组各十几例样本)更多；当生物学重复的样本很多时，可以将同组样本混合后再标记，便可以通过一次上机检测；技术重复，通常是同一个样本用不同标记物标记，这样可以排除因蛋白提取、酶解、标记等操作引入的误差；另外iTRAQ/TMT实验有时会设计上机重复，这其实也属于技术重复的范畴，即相同的样本上两次机，来排除操作误差和仪器误差。目前发SCI论文一般需要设置重复(无论何种重复)，否则可能会被质疑数据的准确性；另外从数据质量上讲，重复能更有效的帮助我们排除不可信蛋白，无论是对WB验证还是后续研究，都是很有利的。

2、iTRAQ/TMT定量蛋白质组做完实验后，能拿到什么结果呢？可以直接用来发文章么？

我们目前的iTRAQ/TMT定量蛋白质组的实验流程和结果都是受到业内主流蛋白杂志JPR和MCP公认的，可以直接用于文章的发表。您不仅可以拿到iTRAQ/TMT定量蛋白质组中的差异蛋白、蛋白的GO和KEGG归类信息、COG归类、不同样本的差异蛋白的聚类分析、差异蛋白的互作蛋白信息等，还可以提供指定的分析内容，提供个性化的服务要求，比如转录组和蛋白质组的关联分析。

鹿明简介

上海鹿明生物科技有限公司（前身：成立于2009年的上海博苑生物科技有限公司），一直专注于生命科学和生命技术领域，是国内早期开展以蛋白组和代谢组为基础的多层组学整合实验与分析的团队。经过近10年的发展沉淀，公司建立起了 Labelfree、iTRAQ/TMT、DIA、PRM、修饰蛋白组等蛋白组学技术平台和全谱代谢组、靶向代谢组、拟靶向代谢组、脂质组等代谢组学技术平台以及相应的数据整合分析平台，并建立了科学完整的服务流程和精细规范的操作标准。

公司拥有：

SCIEX-QTRAP-6500,

SCIEX-QTRAP-4000,

Waters Xevo G2-XS,

Thermo-TSQ-Altis,

Thermo-Obritrap-QE,

Thermo-Obritrap-QE-HF,

Aglient-GCMS-7890B/5977A,

AglientGCMS7890B/5977A（带顶空进样装置）

及云计算分析平台等大型检测设备以及完整的样品前处理系统和数据分析系统（拥有各类分析软件及数据库）。