一种用于绘制器官间蛋白质通讯的新型小鼠模型。蛋白质被生物素标记，它们在体内的运动可被追踪。 图片来源：斯克里普斯研究所和南加州大学
科技日报记者 张梦然
美国斯克里普斯研究所、南加州大学的科学家们成功创建了一个模型来标记和跟踪能够实现器官间交流的蛋白质信号。日前发表在《开放生物学》上的论文指出，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。这项新技术可塑造人们对健康与患病组织的分子理解，以及器官间通讯在疾病发作和进展中的作用。
人体许多不同的器官系统都在不断地相互交流。例如，在运动过程中，肌肉会向脂肪和肝脏组织发出信号以释放它们的能量来源，这些通信网络每天都在人体中发挥着至关重要的作用。
研究人员称，这种新模型可比作在体内建立一个护照系统，可确定蛋白质来自哪里以及它们要去哪里，最终可将这些相互连接的通信网络曝光，根据这些新知识开发治疗方法。
研究人员过去使用其他方法（例如病毒方法）来了解蛋白质分泌和器官相互交流的方式。尽管这些技术为生物体中表达的蛋白质提供了宝贵的洞察力，但它们的灵敏度不足以标记低丰度蛋白质或蛋白质相互作用的起源和最终目的地。但是有了这个新模型，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BirA*G3酶，它用生物素标签标记分泌的蛋白质。然后使用定量质谱蛋白质组学在活小鼠中检测这些生物素标记。该方法用于测量样品中的蛋白质，从而揭示蛋白质的来源以及它们在体内的传播位置。
当BirA*G3在全身被广泛激活时，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，当BirA*G3仅在肝脏中激活时，仅突出显示与该器官系统相关的分泌蛋白，显示出模型的高度特异性。
研究人员指出，该模型有助绘制未探索的疾病途径并最终开发出有针对性的治疗方法，因为许多疾病起源于一个器官，然后最终传播到其他器官。具有转移特性的癌症就是一个例子。新研究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药物。
