访973蛋白质组项目组：打开生命的“万花筒”

2007.6.22

——访“人类重大疾病的蛋白质组学研究”项目组

如果在六七年前提到蛋白质组学，恐怕知之者甚少。但是，2001年《科学》杂志已把蛋白质组学列为六大研究热点之一，其“热度”仅次于干细胞研究，名列第二。如今蛋白质组学的受关注程度已令人刮目相看。

因为蛋白质与人类生命、疾病的密切关系，近些年来，在国际上兴起了蛋白质组学研究和蛋白质科学研究的“热潮”。我国也在2002年启动了“人类重大疾病的蛋白质组学研究”973计划，组织全国有关的科研机构和研究人员探索这个“万花筒”的奥秘。

要了解蛋白质，先看一个有趣的例子：蝴蝶从卵变虫变蛹再变蝶，是个绝对神奇的过程。在这个过程中，它的基因组并未发生改变，而形态、颜色的变化全部由蛋白质组主导。

有科学家将基因与蛋白质的关系，比作设计图纸与建筑材料。就一个人而言，构成人体各种器官的基因组都是一样的，但不同器官有着不同的功能和形态，而这些不同功能和形态的物质基础恰恰是不同的蛋白质组，因此蛋白质组被称为生命的“万花筒”。

如今，973计划“人类重大疾病的蛋白质组学研究”项目已经结题，近日记者采访了复旦大学生物医学研究院和化学系的杨芃原教授，了解这一项目的实施情况，他与军事医学科学院贺福初院士同为项目首席科学家。

记者：从基因到蛋白，人类对生命的认识也是逐渐深入。大规模的蛋白质组学研究是从什么时候开始的？

杨芃原：对。2001年，国际科技界广泛合作、历时13年的“人类基因组测序计划”完成，一些划时代的文章发表，揭开了生命科学的许多奥秘，但也给人类自身留下了一本有待解读的“天书”。如何读懂这部“天书”中的遗传信息密码，进而真正揭示人类各种生命现象的本质和规律，就成为“后基因时代”生命科学领域最迫切的战略任务。生命科学的战略重点转移到以阐明人类基因组整体功能为目标的功能基因组学上。蛋白质作为基因的表达形式和生命活动的“执行者”，自然成为新的研究焦点。

以研究一种细胞、组织或完整生物体所拥有的全套蛋白质为特征的蛋白质组学就成为功能基因组学中的“中流砥柱”，构成了功能基因组学研究的战略制高点。

记者：我们这个973项目立项时有怎样的设想？研究主要有哪些内容？

杨芃原：我们的总体设想是面向国家对于重大疾病防治的迫切需求，创建我国蛋白质组学的支撑技术平台，构建我国人群重大疾病和健康相关蛋白质组研究的理论、技术体系。

重点以严重影响我国人群健康的重大疾病，如肝炎肝癌和恶性肿瘤等为对象，研究和发掘一批与上述疾病发生发展密切相关的蛋白质群,分别用比较蛋白质组技术研究疾病如肝炎病毒感染—肝硬变—肝癌的蛋白质组，研究和建立与重大疾病相关的功能蛋白质组数据库；研究具有基因表达谱研究基础的重要生理/病理体系或过程的蛋白质连锁群。并以上述研究建立的相关蛋白质表达谱和蛋白质连锁图为基础，研究和探索重大疾病发生发展的规律和机理，探索适当的干预措施的可能性，为重大疾病的防诊治提供新的预警、诊断标志物和新的药物靶标。

记者：项目组把肝病的蛋白质组表现作为一个重要研究对象，是出于怎样的考虑？

杨芃原：肝病是一种几乎肆虐了大半个地球的人类公敌。我国和大多数亚洲国家一样是个肝脏病多发国。每年在肝病防治方面花费大量费用。

记者：在这个主攻方向上取得了不错的成绩？

杨芃原：主要是胎肝及造血干祖细胞蛋白质组学和肝病蛋白质组学取得显著的进展，圆满超额完成了计划任务。

我们全面完成了人胎肝蛋白质表达谱及发育、分化调控网络的构建任务，并建立起完善的技术平台。在此基础上相继开展了人胎肝蛋白质表达谱、磷酸化蛋白质表达谱和相互作用连锁图的构建。获得一批很好的研究结果和很有潜力的学术积累。建立了国内最大的肝癌病人的临床资料和标本库，建立、引进和完善了不同的肝癌动物模型和细胞模型，在建立了先进和完善的肝炎—肝硬变—肝癌蛋白质组学研究体系和平台技术基础上，完成了人正常肝—肝炎—肝硬化—肝癌的比较蛋白质组学研究；完成了肝癌转移相关的比较蛋白质组学研究通过疾病蛋白质组学的研究，发现了30个以上可能具有于对肝癌进行预警、诊断和预后判断的分子标记物，为进一步确认靶标和关键蛋白质奠定了基础。

记者：除了肝病，恶性肿瘤、心脑血管疾病和神经性疾病的蛋白质组学研究以及新技术的研究也都取得了一定的进展？

杨芃原：是，项目执行以后，经过5年的努力，我国在重大疾病蛋白质组学方面和蛋白质组学自主创新技术方面的研究同国内外相关研究相比较，差距正在缩小。项目研究成果的总体水平已经接近国际先进水平，并有一些创新性的突出进展。

记者：在您看来，除了这些具体的研究成果，项目的实施对国内这一学科领域的发展有怎样的影响？