新的研究模型阐明了器官之间如何相互交流

研究人员发现了涉及关键通信网络的蛋白质，这可以帮助我们更好地了解癌症和肥胖等疾病。

　　

正如研究人员在2022年8月10日的《Open Biology》中描述的那样，他们的新小鼠模型标记了细胞分泌的蛋白质，并跟踪它们在全身的运动。这项新技术可以塑造我们对健康组织和病变组织的分子理解，以及器官间交流在疾病发生和发展中发挥的作用。

“这个新模型可以被比作在体内建立一个护照系统，因为我们正在确定蛋白质从哪里来，到哪里去，”该研究的共同第一作者、斯克里普斯研究员、斯克里普斯研究所分子医学系的首席研究员Ilia Droujinine博士说。“我们最终可以将这些相互连接的通信网络公之于众，然后基于这些新知识开发治疗方法。”

研究人员使用了其他方法，如病毒方法，来了解蛋白质分泌和器官之间的交流方式。虽然这些技术提供了对生物体中表达的蛋白质的宝贵见解，但它们还不够敏感，不能标记低丰度蛋白质，或蛋白质相互作用的起源和最终目的。但有了这个新模型，科学家们现在能够了解特定蛋白质的确切路径。

在这项研究中，研究人员使用了一种名为BirA*G3的酶，它用生物素标签标记分泌的蛋白质。然后，这些生物素标签在活鼠体内使用一种称为定量质谱蛋白质组学的方法进行检测，这种方法用于测量样品中的蛋白质。这揭示了这些蛋白质在体内的来源和去向。

当BirA*G3在全身广泛激活时，研究人员发现所有分泌的蛋白质都被成功标记，即使是具有激素样特性的低丰度蛋白质。同样地，当BirA*G3仅在肝脏中被激活时，只有与该器官系统相关的分泌蛋白被突出显示——也显示了模型的高特异性。

该研究的资深作者、南加州大学干细胞生物学和再生医学系主任Andrew McMahon博士说:“鉴于胰岛素等关键分泌蛋白的核心作用，识别新型分泌蛋白有很大的兴趣。基因组研究表明，许多新的蛋白质仍有待鉴定。既然我们已经验证了这项技术，我们期待着深入研究这一领域。”

Droujinine指出，这项技术有无数的研究应用。有了这种类型的模型，科学家可以开始绘制未探索的疾病路径，并最终开发有针对性的治疗方法，因为许多疾病起源于一个单一的器官，然后最终扩散到其他器官。具有转移特性的癌症就是一个例子。另一方面，研究表明，由肥胖引起的许多健康并发症可能是由于器官交流错误，但许多分子机制仍然未知。我们发现的任何在疾病中发挥作用的蛋白质都有可能转化为治疗手段。

Rui Yang, Amanda S. Meyer, Ilia A. Droujinine, Namrata D. Udeshi, Yanhui Hu, Jinjin Guo, Jill A. McMahon, Dominique K. Carey, Charles Xu, Qiao Fang, Jihui Sha, Shishang Qin, David Rocco, James Wohlschlegel, Alice Y. Ting, Steven A. Carr, Norbert Perrimon, Andrew P. McMahon. A genetic model for            in vivo            proximity labelling of the mammalian secretome. Open Biology, 2022; 12 (8)