盘点 | 2020国际顶级期刊生命科学、医学、农学领域的重大突破

英文标题：diaPASEF: parallel accumulation–serial fragmentation combined with data-independent acquisition

研究对象：timsTOF Pro质谱仪 (Bruker Daltonik)

发表期刊：Nature methods

影响因子：30.822

发表时间：2020.12

主要生物技术：基于DIA-PASEF的4D-DIA蛋白质组学技术

2020年12月蛋白质组领域领军科学家Matthias Mann团队(Max Planck Institute of Biochemistry)、Hannes Röst团队(University of Toronto)、Ben Collins团队（ETH Zurich）以及Ruedi Aebersold团队，其共同开发的基于4D平台的DIA技术——diaPASEF，能够全面提升蛋白质鉴定覆盖率、重现性和定量准确性。

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英文标题：Tryptophan metabolism as a common therapeutic target in cancer, neurodegeneration and beyond

发表期刊：Nature reviews/Drug Discovery

影响因子：64.797

研究方向：色氨酸代谢对癌症、神经退行性疾病以及多种其他疾病的治疗靶点研究

小分子代谢物研究：色氨酸（Trp）是一种必需氨基酸，色氨酸及其代谢产物在多种生理过程中起着关键作用，从细胞生长和维持（其中色氨酸作为蛋白质的构建模块）到协调机体对环境和饮食线索的反应（其中色氨酸代谢物作为神经递质和神经元）起着关键作用。文章通过对色氨酸的代谢通路综述，总结了色氨酸代谢对免疫系统、神经系统的影响及作用机制，强调了该过程在开发针对多种疾病的新型药物中的巨大潜力。

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英文标题：Lymph protects metastasizing melanoma cells from ferroptosis

研究对象：小鼠、黑色素瘤

发表期刊：Nature

影响因子：42.779

发表时间：2020年8月

主要运用生物技术：非靶向代谢组学、脂质靶向组学

2020年8月美国德克萨斯大学西南医学中心儿童研究所，通过非靶向代谢组学和脂质靶向组学等多项研究方法，首次揭示了淋巴保护癌细胞免于铁死亡，形成更多远处转移的深层机制。

研究结果表明，淋巴中的黑色素瘤细胞比血液中经历较少的氧化应激并形成更多的转移。在具有患者黑色素瘤且免疫功能低下的小鼠和具有小鼠黑色素瘤且有免疫功能的小鼠的肿瘤引流淋巴中，每微升黑色素瘤细胞多于肿瘤引流血。静脉内（而不是淋巴）注射后，用化学类铁死亡抑制剂预处理的细胞比未处理的细胞形成更多的转移。与血浆相比，淋巴液中谷胱甘肽和油酸水平升高、淋巴中游离铁减少，可能导致氧化应激和铁死亡降低。油酸以ACSL3依赖性方式保护黑色素瘤细胞免于铁死亡，并增加形成转移性肿瘤的能力。与来自皮下肿瘤的黑色素瘤细胞相比，静脉注射后来自淋巴结的黑色素瘤细胞对铁死亡更有抵抗力，并能形成更多转移。因此暴露于淋巴可保护黑色素瘤细胞免于铁死亡，并提高它们在血液转移过程中存活的能力。

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英文标题：Multi-omics analyses of radiation survivors identify radioprotective microbes and metabolites

研究对象：粪便样本

发表期刊：Science

影响因子：41.846

主要运用生物技术：16S rRNA基因测序、靶向代谢组学+非靶代谢组学

本文通过16S rRNA基因测序和代谢组学研究方法，探究了肠道菌群与放疗辐射的相关性，发现了具有防护作用的特征微生物菌群和代谢物，首次探究肠道菌群对放疗辐射的保护机制，为其临床研究提供了理论依据和基础。

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英文标题：Integrative Proteomic Characterization of Human Lung Adenocarcinoma

研究对象：肺腺癌病人样本（癌组织和配对癌旁组织）

发表期刊：Cell

影响因子：38.637

发表时间：2020年7月

主要运用生物技术：蛋白组学和磷酸化蛋白组学、全外显子捕获测序（WES）、转录组

研究者对103例中国LUAD患者进行了全面的蛋白质组学分析。对蛋白质组、磷酸化蛋白质组、转录组和全外显子组测序数据的综合分析揭示了肿瘤相关特征，如肿瘤相关蛋白变异、特有的蛋白质组特征以及早期患者或EGFR和TP53突变患者的临床结果。基于蛋白的LUAD分层显示了三个亚型(S-I、S-II和S-III)，它们与不同的临床和分子特征有关。此外，研究者探究了潜在的药物靶点，并在一个独立队列中验证了HSP 90β的血浆蛋白水平作为LUAD的潜在预后生物标志物。这项综合蛋白组学分析使研究者对LUAD的分子结构有了更全面的了解，并为更精确的诊断和治疗提供了机会。

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英文标题：Proteomic and Metabolomic Characterization of COVID-19 Patient Sera

研究疾病：COVID-19

发表期刊：Cell

影响因子：38.637

主要运用生物技术：蛋白质组学、代谢组学

本篇为2020年5月27日，西湖大学郭天南团队、温州医科大学台州医院陈海啸团队等在cell发表的文章，本研究运用高分辨率质谱设备取得了样本的蛋白质组学和代谢组学谱图，对血清样本中的蛋白和代谢物的相对浓度进行了全景式的测定，从而揭示了重症患者体内多种独特的分子调控。

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英文标题：Multi-organ Proteomic Landscape of COVID-19 Autopsies

研究对象：新型冠状病毒

发表期刊：Cell

影响因子：38.637

发表时间：2021年1月

主要运用生物技术：蛋白质组学

北京时间2021年1月9日，西湖大学生命科学学院郭天南课题组与合作团队（华中科技大学同济医学院附属协和医院胡豫、夏家红、聂秀团队）在Cell在线发表的文章，这是在全球范围内第一次从蛋白质分子水平上，对新冠病毒感染人体后多个关键器官做出的响应进行了详细和系统的分析，为临床工作者和研究人员制定治疗方案、开发新的药物及治疗方法提供了线索和依据。

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英文标题：Quantitative Proteomics of the Cancer Cell Line Encyclopedia

研究对象：癌症细胞系

发表期刊：Cell

影响因子：38.637

主要运用生物技术：定量蛋白质组学分析

迄今为止，包括癌细胞系百科全书（CCLE）在内的细胞系集合大规模分析，多数集中在遗传信息分析上，对蛋白质组的深入研究仍远远不足。2020年1月23日，对CCLE中375种不同来源细胞系的数千种蛋白质进行定量蛋白质组分析，为癌细胞百科全书增添了全新的篇章。

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英文标题：Large-scale proteomic analysis of Alzheimer’s disease brain and cerebrospinal fluid reveals early changes in energy metabolism associated with microglia and astrocyte activation

研究对象：认知健康、正常衰老的个体、AD患者的脑组织和脑脊液

发表期刊：Nature Medicine

影响因子：36.13

发表时间：2020年4月

主要运用生物技术：蛋白质组学

2020年4月13日， 美国埃默里大学Allan I. Levey教授及其合作团队再次在国际专业学术期刊《Nature Medicine》发表了最新研究成果，报道了迄今为止最大的阿兹海默症相关蛋白质组学研究。研究人员运用定量蛋白质组学技术、加权共表达网络分析、靶向蛋白质组技术（PRM）对健康人和阿兹海默症患者的2,000多个人脑组织样本和近400个脑脊液样本进行系统分析，研究确定了反映大脑生物过程的关键蛋白质共表达网络，为阿尔兹海默症的临床诊治提供了新的治疗靶标和生物标志物。

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英文标题：Analysis of wild tomato introgression lines elucidates the genetic basis of transcriptome and metabolome variation underlying fruit traits and pathogen response

研究对象：番茄的果实和果皮

发表期刊：Nature Genetics

影响因子：27.605

发表时间：2020年9月

主要运用生物技术：转录组学、LC-MS非靶向代谢组学

该研究以秘鲁野生番茄品种（LA0716或PI246502）和现代栽培番茄品种M82构建的遗传群体为研究对象，运用转录组学+LC-MS非靶向代谢组学确定了与数百种转录物和代谢物水平相关的基因组位点，对促进类黄酮在果实果皮组织中积累的相关位点和基因进行了分析，为理解番茄果实成熟过程中的代谢和病原菌抗性提供了遗传框架，并为研究关键果实品质性状提供了依据。

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