人类“护照系统”有助于了解癌症、肥胖等疾病

美国斯克里普斯研究所和南加州大学的科学家成功创建了一个模型，用于标记和跟踪可以在器官之间进行交流的蛋白质信号。最近发表在《开放生物学》上的论文指出，新的小鼠模型标记了细胞分泌的蛋白质，并跟踪它们在全身的运动。这项新技术可以塑造人们对健康和患病组织的分子理解，以及器官间通讯在疾病发生和发展中的作用。

人体的许多不同器官系统都在不断地相互交流。例如，在运动过程中，肌肉向脂肪和肝脏组织发送信号，释放它们的能量来源。这些通信网络每天都在人体中发挥着至关重要的作用。

根据研究人员的说法，这种新模型可以比作在体内建立一个护照系统，可以确定蛋白质来自哪里，它们将去哪里，并最终暴露这些相互连接的通信网络，并根据这些新知识开发治疗方法。

研究人员曾经使用其他方法(如病毒方法)来了解蛋白质的分泌以及器官之间的通信方式。尽管这些技术为生物体中表达的蛋白质提供了有价值的见解，但它们的灵敏度不足以标记低丰度蛋白质或蛋白质相互作用的来源和最终目的地。但是有了这个新模型，科学家们现在可以知道特定蛋白质的确切路径。

在这项研究中，研究人员使用了BirA*G3酶，该酶用生物素标记分泌蛋白。然后，使用定量质谱蛋白质组学在活的小鼠中检测这些生物素标记。这种方法用于测量样品中的蛋白质，从而揭示蛋白质的来源及其在体内的分布位置。

当BirA*G3在全身广泛激活时，研究人员发现所有分泌蛋白都被成功标记，即使是具有激素样特征的低丰度蛋白。同样，当BirA*G3仅在肝脏中被激活时，只有与该器官系统相关的分泌蛋白被突出显示，这表明了模型的高特异性。

研究人员指出，这种模型有助于绘制未探索的疾病路径，并最终开发出有针对性的治疗方法，因为许多疾病起源于一个器官，然后最终扩散到其他器官。具有转移特征的癌症就是一个例子。任何新发现的在疾病中起作用的蛋白质都可能被转化为治疗药物。