iTRAQ在蛋白質(zhì)組學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展

□ 李 波 要志宏 胡 艦 張 琛 揚(yáng)州大學(xué)

iTRAQ在蛋白質(zhì)組學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展

□ 李 波 要志宏 胡 艦 張 琛 揚(yáng)州大學(xué)

相對和絕對定量同位素標(biāo)記技術(shù)以高通量、重復(fù)性好、能夠處理復(fù)雜樣本和同時進(jìn)行定性、定量分析的優(yōu)點(diǎn)在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中得到了廣泛的應(yīng)用。本文對iTRAQ技術(shù)近幾年的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

iTRAQ；蛋白質(zhì)組學(xué)；應(yīng)用

相對和絕對定量同位素標(biāo)記(iTRAQ)是一種可以尋找差異表達(dá)蛋白和分析蛋白功能的技術(shù)。采用同位素（4種或8種）編碼標(biāo)簽，特異性標(biāo)記多肽的氨基基團(tuán)，使用串聯(lián)質(zhì)譜分析。這種方法可以同時比較4種或8種不同樣品中蛋白質(zhì)的相對或絕對含量。在蛋白質(zhì)組學(xué)的定量研究中，iTRAQ技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

1 iTRAQ技術(shù)在微生物中的應(yīng)用

在蛋白質(zhì)組學(xué)中，微生物是較為理想的工具。大腸菌群是較早利用iTRAQ技術(shù)的生物之一。Li等利用iTRAQ技術(shù)鑒別病毒的兩種蛋白，分別為包膜蛋白和核衣殼蛋白，表明該技術(shù)能高通量地鑒別病毒蛋白質(zhì)的分布；Amalia用尖孢鐮刀菌的小分生孢子感染蠟螟幼蟲，采用iTRAQ技術(shù)，研究不同溫度時控制組和幼蟲免疫組的差異表達(dá)蛋白，研究表明免疫相關(guān)差異表達(dá)蛋白參與多項(xiàng)進(jìn)程，如轉(zhuǎn)運(yùn)、免疫應(yīng)答、氧化還原、分解代謝。

2 iTRAQ技術(shù)在動植物中的應(yīng)用

孫雨航[1]等用iTRAQ-HPLC-MS技術(shù)，成功篩選出脂肪肝病奶牛尿液中差異表達(dá)蛋白，并成功鑒定出與奶牛脂肪病密切相關(guān)的4種關(guān)鍵性調(diào)節(jié)因子。該實(shí)驗(yàn)表明奶牛脂肪肝病早期檢測和診斷的方法有了新突破。王朋賢[2]首次應(yīng)用iTRAQ標(biāo)記聯(lián)合LC-MS/MS技術(shù)，對奶牛低血鈣癥血漿蛋白組學(xué)輪廓分析，探討差異表達(dá)蛋白與奶牛低血鈣癥之間的關(guān)系，給今后更加深入探索奶牛低血鈣癥發(fā)病機(jī)制及防治提供了新的研究思路。

張玉梅[3]利用iTRAQ，研究了大豆疫霉侵染大豆的部分抗性機(jī)理，總共鑒定到280個與其相關(guān)的差異表達(dá)蛋白。司靜靜[4]采用iTRAQ與二維液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，分離和鑒定澤漆乳汁中的蛋白質(zhì)組分，通過富集揭示差異蛋白的功能分類以及參與生化代謝及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。

3 iTRAQ技術(shù)在食品中的應(yīng)用

肌肉發(fā)育狀況直接影響畜禽生產(chǎn)，肌內(nèi)脂肪(IMF)含量是影響肉品質(zhì)的重要因素。Hamelin等利用iTRAQ同位素標(biāo)記蛋白定量測定技術(shù)，鑒定豬骨骼肌中542個蛋白質(zhì)。該種測定技術(shù)保證鑒定錯誤率在5%以下，實(shí)驗(yàn)成功表明在肉質(zhì)檢測應(yīng)用中，iTRAQ技術(shù)已經(jīng)很成熟。

近年來，許多乳及乳制品品質(zhì)的研究均利用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，并將其中主要蛋白質(zhì)分離出來，如乳清蛋白和酪蛋白等。利用iTRAQ技術(shù)研究香蕉枯萎病菌也是目前研究熱點(diǎn)。穆雷篩選鑒定出與香蕉枯萎病菌相關(guān)差異蛋白，并找到對應(yīng)的基因，對研究香蕉枯萎病起到積極作用。

4 iTRAQ技術(shù)用于生物醫(yī)學(xué)材料

張鵬飛[5]首次發(fā)現(xiàn)肺腺癌患者的復(fù)發(fā)和預(yù)后與FL0T1的表達(dá)水平相關(guān)。他的研究為篩選肺腺癌診斷標(biāo)志物和研究肺腺癌癌變分子機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。Grant等利用iTRAQ技術(shù)，研究心臟左心室在衰老前后蛋白組的變化，發(fā)現(xiàn)了隨著人的衰老和心臟逐漸失去舒張功能的機(jī)制。Pendyala等利用iTRAQ發(fā)現(xiàn)了維生素E結(jié)合蛋白Afamin表達(dá)下調(diào)。Richard等采用iTRAQ試劑標(biāo)記白血病癌基因轉(zhuǎn)染和未轉(zhuǎn)染的的干細(xì)胞系裂解液，用液相色譜檢測。之后根據(jù)報告離子的比值，可以得到蛋白表達(dá)量變化。繼而采用微陣列技術(shù)檢測轉(zhuǎn)染與對照干細(xì)胞系結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)結(jié)果具有一致性，此次實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能對癌基因作用機(jī)制研究有幫助。

5 結(jié)語

在定量蛋白組學(xué)研究中，iTRAQ技術(shù)有重要影響。雖然該技術(shù)仍存在缺陷，但是與多維液相色譜和串聯(lián)質(zhì)譜分析等技術(shù)結(jié)合，可以同時分離和鑒定成百上千種的蛋白質(zhì)，最大程度地得到蛋白質(zhì)組的“全組信息”，具有很廣闊的前景。努力改進(jìn)該技術(shù)的可用性、規(guī)范其操作流程，iTRAQ技術(shù)將在未來的蛋白質(zhì)組學(xué)研究中起到更加積極的作用。

[1]孫雨航,夏成,舒適,等.應(yīng)用iTRAQ-HPLC-MS技術(shù)篩選奶牛脂肪肝病尿液蛋白標(biāo)志物[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報,2014,45(5):844-852.

[2]王朋賢.基于iTRAQ/LC-MS/MS技術(shù)的低血鈣癥奶牛血漿蛋白組學(xué)輪廓分析[D].大慶:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué),2015.

[3]張玉梅.大豆抗大豆疫霉根腐病的比較蛋白組學(xué)分析[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

[4]司靜靜.基于定量技術(shù)的澤漆乳汁的蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D].西安:西北大學(xué),2013

[5]張鵬飛.運(yùn)用2D-LC-MS/MS結(jié)合iTRAQ技術(shù)篩選人肺腺癌質(zhì)膜蛋白質(zhì)標(biāo)志物[D].長沙:中南大學(xué),2012.

李波（1994—），男，山西晉中人，碩士研究生在讀。研究方向：食物成分與人體健康的研究。