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医学研究中线粒体蛋白质组学的应用 　　摘要：线粒体是真核细胞内重要的细胞器，除作为能量工厂外，还参与多种生理病理活动。本文综述了线粒体蛋白组分的制备、线粒体蛋白质组相关数据库以及线粒体蛋白质组学在肿瘤、衰老性疾病、缺血性损伤、脑损伤及药物治疗方面的应用。 　　关键词：线粒体；蛋白质组学；应用 　　粒体是真核细胞内重要的细胞器，除作为能量工厂外，还参与多种生理病理活动。许多物种的线粒体及其亚结构的蛋白质组学己得到研究，并构建了一些线粒体蛋白质组数据库；对不同生理、病理状态下的线粒体蛋白质组学也进行了大量的研究，发现了一些疾病相关的线粒体蛋白质，为线粒体相关的疾病诊断和治疗提供了重要的标志物和药物作用靶点。本文综述了线粒体蛋白质组学在医学研究中的应用。 　　1 钱粒体蛋白组分的制备线粒体分离过程包括组织细胞的破碎和线粒体的分离两个主要阶段。组织细胞破碎可采用渗透压冲击、超声波震荡、机械力研磨或剪切等方法，整个过程中用显微镜监控以确保细胞器结构完整。所得匀浆再根据其理化特性进一步分离纯化。离心技术是线粒体提取最常用的方法。目前有许多种梯度介质如煎糖、Ficoll、Percoll、Nycodenz和Metrizoate等成功用于细胞器的分步分离。Scheffler等[1]采用多步percoll/metrizamide密度梯度离心纯化线粒体样品，大大减少了非线粒体蛋白的污染，双相电泳后鉴定出61个蛋白质，几乎全部是线粒体蛋白质。 　　SonjaHartwig等比较了煎糖密度梯度超速离心法、自由流动电泳技术及商业化的试剂盒三种线粒体分离方法，发现自由流动电泳技术分离纯化得到的线粒体其完整性及富集度最高，但其费用也最昂贵1210Garcia-CazarinML等成功地从大鼠和小鼠的排肠肌、横踊膜以及大鼠眼外肌中分离出了线粒体，并采用极谱法测定了线粒体功能[3]。在分离过程中，保持缓冲液和试剂的新鲜以及保持样本的冷冻非常重要。由于各个亚细胞结构性质的相似性 和结构功能上的内在联系，目前尚无单一的方法能达到很好的分离效果，因此亚细胞结构的分离和纯化一直以来是科研工作者的一大挑战。由于线粒体提取过程中不可避免地会受到其它细胞器的污染，因此常常需要对提取的线粒体结构进行纯度评价，目前常用的评价方法有电子显微镜检测、标志酶活d性测定及WestemBlot检测方法。 　　2 线粒体蛋白质组学数据库目前对线粒体蛋白质组的研究工作主要有两方面的内容，一是通过高通量的蛋白质组研究技术得到正常生理条件下的蛋白质图谱，建立相应的数据库；二是比较不同环境下线粒体蛋白质组的变化情况，以发现有差异的蛋白质种类为主要目标。通过这两种工作可以进行比较蛋白质组学研究，从而对一些线粒体相关疾病的机理进行探索。 　　目前线粒体蛋白质组数据库有MITOP、MitoP2和SWISS-PROT三种。线粒体功能蛋白质数据库为研究线粒体疾病及线粒体功能失调、疾病诊断标志及药物靶点提供了必不可少的数据。Rabilloud等于1998年利用健康人的胎盘组织，分离提取线粒体进行蛋白质组研究，并建立正常人线粒体蛋白质组谱图，为研究遗传性或获得性线粒体功能障碍时线粒体蛋白质的变化情况提供了依据[41Mootha等分 别对小鼠大脑、心脏、肾脏、肝脏的线粒体蛋白质组进行了比较研究，总共鉴定了591个蛋白质，发现不同组织线粒体蛋白的表达量同RNA丰度基本一致，而且线粒体在蛋白水平和RNA水平上都表现出组织差异性l坷。 　　3 线粒体蛋白质组学在医学研究中的应用 　　3.1 线粒体蛋白质组学应用于衰老性疾病的研究 　　YashuLiu等分别运用2-DE和同位素编码亲和标记技术（isotopecodingaffinitylabellingtechnique，ICAT）对衰老加速型小鼠（SAMP8模型）功能异常的肝脏组织进行了线粒体蛋白质组学研究，发现其中表达下降的蛋白主要与脂肪酸代谢、三竣酸循环、及氧化磷酸化作用相关，而高表达蛋白主要涉及谷氨酷胶合成，同时还发现甘油三醋、谷氨酷胶、蛋白氧化、脂质过氧化物等增高，而乙酷辅酶A和ATP含量下降，这从蛋白水平为衰老加速肝功能障碍提供了新的信息，有助于其分子机制的理解闷。 　　David等研究了阿尔茨海默病的P301LTau转基因小鼠的蛋白质表达谱，发现发生改变的主要是 与新陈代谢相关的蛋白，包括线粒体呼吸链复合物组成部分、抗氧化酶类、突触蛋白等。随后的功能分析提示，P301LTau转基因小鼠线粒体对自-淀粉样蛋白损伤较为敏感，Tau蛋白和白-淀粉样蛋白对线粒体损伤有协同作用口]。 　　3.2线粒体蛋白质组学应用于肿瘤疾病的研究 　　Isidoro等检测了乳腺癌与正常乳腺组织线粒体蛋白表达的差异，发现W-ATP合成酶自亚基（白-FI