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小编第一期热点研究给大家介绍了炙手可热的肠道微生物蛋白质组学研究，概述了从短链脂肪酸切入通过蛋白质修饰组学研究肠道微生物及其对机体影响的思路。但是除了肠道微生物之外，我们所处的环境中存在着各种各样的病原微生物，它们在适当的条件下能够识别并侵入到寄主的体内，导致很多感染性疾病，严重威胁着人类的健康。那么如何利用蛋白质组学技术研究病原微生物及其与宿主之间的相互作用呢？ 如图1所示，蛋白质组学在host-pathogen互作研究中应用如下：（1）研究host-pathogen间的蛋白质相互作用或蛋白质复合物；（2）研究病原侵染前后宿主全蛋白组或修饰蛋白组的改变；（3）研究病原入侵前后宿主亚细胞结构全蛋白质组或修饰蛋白质组的改变；（4）结合转录组、代谢组等技术整合分析病原入侵过程。 图1 蛋白质组技术在宿主-病原体互作中应用概述 1、Host-pathogen蛋白质相互作用研究 研究策略 结合免疫共沉淀（co-IP）的方法，使用SILAC或者label-free的技术来比较侵染前后及侵染过程中蛋白互作情况变化。 图2 结合免疫共沉淀和定量蛋白质组方法研究侵染过程中相关蛋白相互作用的技术路线 研究案例 2015年, Cell Reports报道HCV病毒侵染会增强SRFBP1与CD18蛋白的结合，进一步验证发现的确SRFBP1对HCV的侵染过程有重要作用。 图3 HCV侵染时CD18互作蛋白组研究 作者先用SILAC技术培养Huh-7细胞系，然后用HCV病毒侵染其中重标培养的细胞，利用CD18的抗体富集CD18及其互作蛋白；利用LC-MS/MS鉴定CD18互作蛋白质。 图4 CD18互作蛋白质研究技术路线 通过LC-MS/MS分析发现了许多CD18-associating蛋白质如SRFBP1，分析发现HCV病毒侵染会增强SRFBP1与CD18蛋白的结合，进一步实验验证SRFBP1对HCV侵染过程的重要作用。 图5 HCV侵染加强CD18与SRFBP1互作 2、Host全蛋白组和修饰蛋白组研究 研究策略 通过高通量蛋白质组技术分析病原体侵染过程中的宿主/病原体蛋白的表达和翻译后修饰的改变，为侵染增殖的机制提供信息和解释。 图6 定量蛋白质组技术检测侵染过程中宿主/病原体蛋白的表达和时空分布差异 研究案例 2014年，哈佛大学的Steven Gygi实验组就在Cell上发表相关论文，他们发现HCMV病毒侵染人类细胞不同时间点的蛋白质组变化情况，并将该方法命名为“quantitative temporal viromics(QTV)”，认为该方法在病毒等病原体和宿主相互作用研究中发挥重要作用。 图7 HCMV侵染人类细胞蛋白质组学 作者利用HCMV侵染HFFFs细胞，收集侵染后0h~72h不同时间点的细胞，利用TMT标记定量蛋白质组学分析不同侵染时间HFFFS细胞蛋白组变化。 图8 HCMV侵染人类细胞不同时间点蛋白质组学研究技术路线 最终在8个时间点上鉴定和定量了＞8000个蛋白质，包括1200个细胞表面蛋白；描绘了139个典型HCMV蛋白质和14非典型HCMV ORFs的时间表达谱；发现多种细胞表面受体被HCMV选择性调控；HCMV侵染过程中细胞众多信号通路受到调控。 3、Host细胞器蛋白质组和修饰蛋白组研究 研究策略 结合细胞器或其他亚细胞结构分离技术与高通量蛋白质组学技术，分析宿主细胞不同细胞器在侵染过程中蛋白组的改变与细胞器间蛋白质的转运。 图9 细胞器蛋白质组学研究策略 研究案例 2016年，cell systems上报道了人细胞器蛋白组在HCMV感染过程中的时空变化。 图10 人类细胞器蛋白质组时空变化 利用HCMV侵染人类纤维母细胞，收集不同时间点细胞，分离不同亚细胞组分，通过TMT和label free蛋白质组学技术描绘HCMV侵染下宿主细胞器蛋白组的时空变化。
图11 HCMV侵染纤维母细胞的细胞器蛋白质组研究技术路线 4、Host多组学整合分析 利用转录组、蛋白质组、脂质组、代谢组等多位组学多层面解析病原入侵宿主过程，解析宿主免疫应答或病原致病机制。
图12 多组学整合分析策略 多组学研究案例详细请参考上期热点研究“巨星抱团---蛋白质组学主导的多维组学研究”。 今天的热点介绍到此为止，我们下期再见~欢迎各位看官提出宝贵意见！ |
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