首次繪制大腦蛋白質分布圖

日期：2015-11-06 08:45:36

正如在中世紀時地球上仍有許多未知領域一樣，今天的研究人員意識到，對于我們微觀世界的細胞，還有許多需要了解的東西。當今的研究人員不是使用六分儀和羅盤，而是使用現代的方法，如質譜法，來研究蛋白質分子的世界。神經科學家特別關注解決由數以億計個專門細胞構成的大腦的復雜性。

為了了解大腦的功能，來自馬克斯普朗克生物化學研究所以及哥根廷實驗醫學研究所的科學家，首次量化了成年小鼠大腦內的所有蛋白質——蛋白質組。在不同的細胞類型和腦區中有哪些蛋白質以及它們的數量，這些信息都被概括在了一副蛋白質分布圖中。相關研究結果發表在最近的《Nature Neuroscience》雜志。延伸閱讀：蛋白質組學幫你找到衰老的秘密。

大腦是由數千億個相互連接的細胞組成，它們彼此之間能夠相互交流。不同類型的細胞發揮不同的功能。神經細胞傳遞和處理來自外部的刺激，不同的神經膠質細胞為它們提供營養物質，調節大腦內的血液流動，幫助分離神經纖維并在免疫系統中執行任務。

細胞是由蛋白質這種功能性構建塊組成的。它們作為小分子機器，產生細胞的結構。合成蛋白質分子的信息，被編碼在DNA和RNA中；大腦中的這些生物分子可被普遍檢測到。神經學家Mikael Simons說：“然而，到現在為止，我們還不知道，在不同類型、高度專業化的細胞中到底產生了哪些蛋白、以及這些蛋白的數量，甚至不知道不同區域中的蛋白質數量有何不同。為了研究這個問題，我們需要現代的測量和分析方法，以能夠記錄和評價這數量龐大的蛋白質。”Matthias Mann帶領的研究小組，與蛋白質研究專家一起，進一步開發了質譜分析技術，以一種快速、可重復性的和定量的方式，深入分析大腦蛋白質。

他們發現，在成年小鼠腦中有大約13000種不同的蛋白質。不同類型的細胞和腦區中的蛋白質數量，以及它們彼此之間有何區別，現在都可以從最新建立的蛋白質分布圖（www.mousebrainproteome.com）上發現。這個蛋白質分布圖，來自于小鼠中五種不同細胞類型和十個不同腦區的蛋白質數據，構成了目前最全面的蛋白質數據集。

這種深層次的蛋白質組調查，可以作為分析大腦發育和功能的豐富資源。本文第一作者Kirti Sharma解釋說：“令人驚訝的是，在所有蛋白質中，只有10%左右的蛋白質是細胞特異性的。這些細胞特異性的蛋白主要存在于細胞的表面，大多數——90%的蛋白質，存在于所有細胞類型中。研究人員基根據所得到的數據，繪制的蛋白質分布圖，就好像衛星上看到的未被發現的風景，將有助于開發新的治療方法來緩解腦疾病。