蛋白质组学和生物标志物筛选

什么是生物标志物？

生物标志物是可以标记系统、器官、组织、细胞和亚细胞的结构或功能发生变化或可能发生变化的生化指标，如DNA、RNA、蛋白质、酶、脂类、聚糖、代谢物等。用作研究的生物标志物。

生物标志物可用于疾病的早期诊断和治疗效果的监测以及治疗药物靶点的发现。它们还可用于阐明各种污染物的作用机制，并确定各种污染物与生物体之间发生的相互作用。此外，生物标志物可用于流行病学或毒理学研究，以确定生物体是否已暴露于某些环境因素。筛选有用的生物标志物不仅对疾病的诊断和治疗具有重要意义，还可以与生态效应联系起来，为环境问题制定研究解决方案。

以前，通常用于筛选生物标志物的方法是基因组学。随着人类基因组测序的完成，人们发现基因以复杂的方式表达，基因组学无法回答许多关于生命活动的人类问题，而蛋白质是基因功能的实现者，了解蛋白质结构、定位和蛋白质相互作用，以及蛋白质功能对于理解生命现象的本质更为有益。

筛选生物标志物的常用蛋白质组学技术

* 质谱 (MS)

MS 是一种测量离子荷质比的分析方法。其基本原理是将离子源中的样品成分电离，以产生具有不同荷质比的带正电离子。由加速电场形成的离子束进入质量分析器。 MS 是一种重要的核心蛋白质组学技术，用于对蛋白质或肽进行高灵敏度和高通量鉴定以及转录后修饰。最常用的质谱技术包括：基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）、表面增强激光解吸电离飞行时间质谱（SELDI-TOF-MS）、串联质谱（MS/MS）等近年来，随着新一代质量分析仪和四极杆飞行时间串联质谱（QQ-TOF）等复杂的多级仪器的出现，质谱技术发生了翻天覆地的变化。和飞行时间串联质谱（TOF-TOF）。

* 蛋白质微阵列

蛋白质微阵列是其中蛋白质如抗原、抗体、小肽、受体和配体、蛋白质-DNA和蛋白质-RNA复合物依次固定在各种载体如滴定板和载玻片上的微阵列。然后，用特定荧光或其他成分标记的蛋白质与芯片相互作用，洗去与芯片上蛋白质不互补结合的成分。然后使用荧光扫描仪或激光共焦扫描测量芯片上每个点的荧光强度。通过荧光强度分析蛋白质-蛋白质相互作用，从而确定各种蛋白质。

蛋白质微阵列可分为蛋白质检测微阵列和蛋白质功能微阵列。蛋白质检测微阵列将具有高亲和力和特异性的探针分子（例如单克隆抗体）固定在基质上，以识别复杂生物样品中的目标蛋白质/肽。蛋白质功能微阵列在阵列上包含完整的功能性蛋白质/结构域，允许研究蛋白质的特定异构体或整个蛋白质组的生化活性。

蛋白质组学在生物标志物筛选中的应用

应用蛋白质组学在肿瘤相关生物标志物筛选中的

>肺癌相关生物标志物筛查：肺癌诊断、肺癌预后评估及新治疗靶点研究

>胰腺癌相关生物标志物筛查

>肝癌的生物标志物筛查

环境污染预警生物标志物筛选中的蛋白质组学：

>空气污染预警生物标志物筛查

>核污染的早期预警生物标志物筛查

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