劉幸，周虎

(中國科學(xué)院上海藥物研究所分析化學(xué)研究室，上海 201203)

蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)中的應(yīng)用

劉幸，周虎*

(中國科學(xué)院上海藥物研究所分析化學(xué)研究室，上海 201203)

蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)展至今已日趨成熟，在生物醫(yī)藥相關(guān)領(lǐng)域研究中的應(yīng)用顯著增加，與之相關(guān)的樣品制備技術(shù)、蛋白定量方法及先進(jìn)的質(zhì)譜儀器也得到了快速發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是近年來提出的新藥發(fā)現(xiàn)新策略，是藥理學(xué)的新興分支學(xué)科，它從整體的角度探索藥物與疾病的關(guān)聯(lián)性，發(fā)現(xiàn)藥物靶標(biāo)，指導(dǎo)新藥研發(fā)。將蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究，能使研究人員系統(tǒng)地預(yù)測和解釋藥物的作用，加速藥物靶點(diǎn)的確認(rèn)，從而設(shè)計(jì)多靶點(diǎn)藥物或藥物組合。綜述了蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的新近研究進(jìn)展，并簡單概述了其在網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)中的應(yīng)用。

蛋白質(zhì)組學(xué)；質(zhì)譜技術(shù)；定量蛋白質(zhì)組學(xué)；網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)

蛋白質(zhì)組（proteome）由蛋白質(zhì)（protein）與基因組（genome）這2個(gè)詞結(jié)合而來，最早由澳大利亞學(xué)者Wilkins和Willian等人于1994年提出，是指基因組所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)。截至2012年，關(guān)于蛋白質(zhì)組學(xué)研究方面的文獻(xiàn)報(bào)道已經(jīng)超過了20 000篇[1]。蛋白質(zhì)組學(xué)研究是在細(xì)胞水平上對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行大規(guī)模的平行分離和分析，在很大程度上依賴于許多不同的技術(shù)，如樣品制備、蛋白質(zhì)的標(biāo)記和定量，新的質(zhì)譜技術(shù)、生物信息學(xué)等。與此同時(shí)，蛋白質(zhì)組學(xué)研究在生物醫(yī)藥相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用也顯著增加，蛋白質(zhì)組學(xué)研究的新技術(shù)新方法也成功應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的研究中，推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的迅速發(fā)展。本文對(duì)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展作一綜述，旨在為其進(jìn)一步研究提供參考。

1 蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)最近的發(fā)展

1.1 樣品制備技術(shù)

樣品制備是在“自下而上”的蛋白質(zhì)組學(xué)（bottom-up proteomics）鑒定和定量研究中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。一般而言，蛋白質(zhì)需要從細(xì)胞、組織或其他來源中提取出來，酶解成多肽片段后再進(jìn)行質(zhì)譜分析。因此，樣品制備直接影響了鑒定到的蛋白質(zhì)的種類和蛋白質(zhì)定量的結(jié)果。

樣品制備包括基于凝膠的技術(shù)（如傳統(tǒng)的雙向凝膠電泳）和近年發(fā)展的不依賴凝膠的方法（如多維蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)，MudPIT）。然而，到目前為止，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)不依賴凝膠的方法存在著耗時(shí)長、自動(dòng)化難、靈敏度低和重復(fù)性較差等一系列缺點(diǎn)，并且疏水性蛋白質(zhì)（如膜蛋白）、翻譯后修飾蛋白、低豐度蛋白等具有特殊物化性質(zhì)蛋白質(zhì)的檢測仍然是當(dāng)前技術(shù)需要解決的重要挑戰(zhàn)性問題。由于這些挑戰(zhàn)的存在，因此很有必要發(fā)展新的技術(shù)方法，可以系統(tǒng)性整合蛋白質(zhì)的提取、濃縮和分離等多個(gè)步驟。近來發(fā)明的一些新方法，如過濾器輔助樣品制備（FASP）的方法和蛋白質(zhì)組學(xué)反應(yīng)器方法，為這個(gè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)鋪平了道路。Wi?niewski等[2]發(fā)展了FASP方法制備樣品，目前該方法已成為蛋白質(zhì)組學(xué)研究中通用的樣品制備方法。FASP方法的核心創(chuàng)新之處在于采用同一個(gè)過濾器（規(guī)格為過濾相對(duì)分子質(zhì)量為10 000以下的物質(zhì)的過濾器）來實(shí)現(xiàn)多種功能：去除去垢劑、小分子物質(zhì)[如二硫蘇糖醇（DTT）和碘代乙酰胺iodoacetamide（IAA）等]，進(jìn)行緩沖液置換，去除用于酶切的胰蛋白水解酶和沒有被酶切完全的蛋白或肽段等。已有文獻(xiàn)報(bào)道，采用FASP結(jié)合強(qiáng)陰離子交換（strong anion exchange，SAX）分級(jí)分離的方法可以大大提高組織內(nèi)膜蛋白的檢出率和序列覆蓋率[3]。FASP方法不但可以用于正常新鮮組織，還可以用于福爾馬林固定和石蠟包埋的組織蛋白的翻譯后修飾檢測[4]。Ethier等[5]設(shè)計(jì)了一種整合簡化樣本處理流程的微流體裝置，該裝置被稱為蛋白質(zhì)組學(xué)反應(yīng)器。其采用裝填有強(qiáng)陽離子交換材料的微柱來處理樣品，上樣時(shí)蛋白質(zhì)樣品在低pH（pH＜3）條件下被酸化帶上正電荷，緊緊吸附在反應(yīng)器的強(qiáng)陽離子交換材料表面，而不帶電的非離子型去垢劑因此能很容易被洗去。隨后往反應(yīng)器中加入DTT和IAA使蛋白質(zhì)還原和烷基化，接著將反應(yīng)器pH調(diào)至8，使加入的胰蛋白酶活性處于最佳狀態(tài)。最后用HPLC-ES-MS/MS兼容的緩沖液洗脫酶切后得到多肽片段。筆者所在課題組進(jìn)一步設(shè)計(jì)了結(jié)合臺(tái)式離心機(jī)、更簡便適用的蛋白組學(xué)反應(yīng)器，稱之為離心式蛋白質(zhì)組學(xué)反應(yīng)器，該法同樣適用于臨床組織樣品的處理等。新樣品制備技術(shù)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展為網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的研究提供了強(qiáng)有力的工具[6]。

1.2 標(biāo)記和非標(biāo)記的定量蛋白質(zhì)組學(xué)

蛋白質(zhì)組學(xué)分析最初主要集中在蛋白質(zhì)表達(dá)譜的研究上，當(dāng)時(shí)的科學(xué)家們總是期望在雙向凝膠電泳（2-DE）上能鑒定到盡可能多的蛋白質(zhì)。經(jīng)過進(jìn)一步的發(fā)展，蛋白質(zhì)組學(xué)研究開始重點(diǎn)檢測鑒定具有顯著生物學(xué)活性的蛋白質(zhì)——生物標(biāo)記物。定量蛋白質(zhì)組學(xué)因此被認(rèn)為是用于研究差異蛋白質(zhì)的表達(dá)、尋找生物標(biāo)記物的好方法。

根據(jù)定量方法的不同，定量蛋白質(zhì)組學(xué)可以分為相對(duì)定量和絕對(duì)定量。相對(duì)定量方法（如SILAC和iTRAQ）用于比較不同樣品中的相同蛋白質(zhì)和多肽表達(dá)量的差異，而目標(biāo)蛋白的絕對(duì)定量是通過引入帶有同位素標(biāo)記的合成肽作為內(nèi)參而測定。

穩(wěn)定同位素標(biāo)記氨基酸的細(xì)胞培養(yǎng)方法（stable isotope labelling by amino acids in cell culture，SILAC）是近年來比較常用的相對(duì)定量蛋白質(zhì)組學(xué)分析方法。該法是在細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)摻入穩(wěn)定同位素標(biāo)記的氨基酸（一般主要為精氨酸和賴氨酸），可實(shí)現(xiàn)接近100%的標(biāo)記效率，通過比較基于質(zhì)譜的2種或3種細(xì)胞樣品中已標(biāo)記和未標(biāo)記蛋白質(zhì)的相對(duì)豐度，能比較容易得到定量數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)生物標(biāo)記物[7]。由于組織樣品的復(fù)雜性，采用傳統(tǒng)的單細(xì)胞系SILAC方法不適用于組織蛋白質(zhì)組的分析，這一點(diǎn)在癌癥的研究中尤為突出，因?yàn)殚L久以來一直未能找到能模擬腫瘤組織多樣性的單細(xì)胞株模型。為了改進(jìn)SILAC法，Geiger等[8]發(fā)明了一種稱之為“spike-in”或“superSILAC”的方法，用于定量組織樣品中的蛋白質(zhì)組。他們選擇了不同來源、不同發(fā)展階段和包括多種分子標(biāo)記物的細(xì)胞系作為內(nèi)參，這些細(xì)胞系混合物被稱為“superSILAC”混合物。與僅用單細(xì)胞株作為內(nèi)參的方法比較，使用“superSILAC”混合物能提高蛋白質(zhì)組學(xué)分析的精確度和重復(fù)性。

同位素相對(duì)標(biāo)記與絕對(duì)定量技術(shù)（isobaric tagging for relative and absolute quantitation，iTRAQ）是一種已經(jīng)應(yīng)用到培養(yǎng)的細(xì)胞、生物流體和組織等多種類型樣品的后生物合成標(biāo)記策略。該法采用不同質(zhì)量的標(biāo)簽標(biāo)記蛋白質(zhì)和肽段，將這些標(biāo)記片段混合后結(jié)合多維色譜分離和后續(xù)的串聯(lián)質(zhì)譜鑒定，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同來源樣品蛋白進(jìn)行分離和鑒定的目的。iTRAQ技術(shù)也是蛋白質(zhì)組學(xué)研究中用于定量蛋白質(zhì)表達(dá)差異的一種廣泛使用的方法，其最大的特點(diǎn)就是可以進(jìn)行最多八重定量標(biāo)記，能大大提高分析效率。最新的串聯(lián)質(zhì)譜標(biāo)簽技術(shù)（tandem mass tag，TMT）目前最多可以實(shí)現(xiàn)六重標(biāo)記，加上高分辨質(zhì)譜儀的使用[9]，規(guī)?；_定量多種細(xì)胞狀態(tài)下相同蛋白質(zhì)的表達(dá)變化已經(jīng)變成現(xiàn)實(shí)。

絕對(duì)定量方法是在樣品中引入穩(wěn)定同位素標(biāo)記的合成肽段作為內(nèi)參，基于內(nèi)參的強(qiáng)度并采用質(zhì)譜的選擇反應(yīng)監(jiān)測模式（selected-reaction-monitoring，SRM）來檢測和定量樣品中蛋白質(zhì)[10]。絕對(duì)定量方法能檢測到蛋白質(zhì)組的微小變化[11]，日益受到蛋白質(zhì)組學(xué)研究的重視[12]。

基于質(zhì)譜的定量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)需要引入穩(wěn)定同位素標(biāo)記等各種標(biāo)記，雖然這些方法仍在廣泛使用，但它們受多種條件限制。首先是成本比較昂貴，其次是很多標(biāo)記方法只能用于某些特定類型的生物樣品?；跇?biāo)記定量蛋白質(zhì)組學(xué)的這些缺點(diǎn)，非標(biāo)記定量蛋白質(zhì)組學(xué)由此誕生并得到發(fā)展，在生物標(biāo)記物的發(fā)現(xiàn)中成為一個(gè)非常重要的技術(shù)。

非標(biāo)記定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究不需要在樣品中引入任何標(biāo)記，即將等量的樣品分別用胰酶酶切后采用LC-MS分析采集每種樣品的一級(jí)譜和二級(jí)譜，并采用不同的測量計(jì)算方法來鑒證各種不同的肽段序列特征。譜圖計(jì)數(shù)（spectral counting）和多肽離子強(qiáng)度計(jì)數(shù)（intensity-based measurement）是基于質(zhì)譜的非標(biāo)記定量蛋白質(zhì)組學(xué)的2種主要方法[13]。此外，還有最新發(fā)展的一種總蛋白質(zhì)方法（the total protein approach）用于估算蛋白質(zhì)的絕對(duì)拷貝數(shù)。每個(gè)細(xì)胞中的蛋白質(zhì)拷貝數(shù)能從質(zhì)譜數(shù)據(jù)中計(jì)算出來，主要是通過比較每種蛋白質(zhì)的強(qiáng)度與蛋白質(zhì)組總的質(zhì)譜信號(hào)所得[14]。非標(biāo)記定量方法不受樣品來源和數(shù)量的限制，能適用于各種臨床樣品如組織和體液等。Mann實(shí)驗(yàn)室采用非標(biāo)記定量技術(shù)開展配對(duì)的原發(fā)性結(jié)腸癌、淋巴轉(zhuǎn)移癌和正常結(jié)腸組織的蛋白質(zhì)組學(xué)研究，總共檢測到8173個(gè)蛋白，其中有1808個(gè)蛋白的表達(dá)發(fā)生顯著變化。他們的這項(xiàng)研究為癌癥發(fā)生、發(fā)展過程的相關(guān)研究提供了新思路[14]。

1.3 先進(jìn)的質(zhì)譜技術(shù)

質(zhì)譜鑒定、定量肽段和蛋白質(zhì)在速度、靈敏度和準(zhǔn)確度等方面均有一定優(yōu)勢，使其成為蛋白質(zhì)組學(xué)研究中不可替代的工具。近年來生物質(zhì)譜的飛速發(fā)展的原因主要是基質(zhì)輔助激光解析離子化（matrix-assisted laser desorption ionization，MALDI）和電噴霧離子化（electrospray ionization，ESI）這2種軟電離技術(shù)的發(fā)明和發(fā)展。MALDI離子源一般結(jié)合飛行時(shí)間質(zhì)譜TOF MS或者TOF/TOF MS。由于樣品材料和所涉及樣品表面的兼容性，MALDI MS已經(jīng)直接用于組織成像。臨床樣本如組織切片可以直接置于試樣靶上，加入基質(zhì)覆蓋切片，經(jīng)MALDI離子化后就可以用于質(zhì)譜分析[15]。MALDI MS技術(shù)已經(jīng)用于新鮮的以及甲醛固定、石蠟包埋等腫瘤組織的研究[16]。與MALDI MS相比，ESI MS聯(lián)合液相色譜（LC-MS）則是分析復(fù)雜樣品的一種更優(yōu)方法。此外，還有高分辨率質(zhì)譜結(jié)合ESI，其中用于蛋白質(zhì)組學(xué)研究的主要是QTOF和Orbitrap[11]。隨著蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們開始追求更高分辨率和更高速率的質(zhì)譜。Orbitrap Elite和Q Exactive是Orbitrap家族的新成員，它們的分辨率分別達(dá)到了240 000和140 000[17-18]。除了提供無與倫比的高分辨率，Orbitrap Elite還提供了多種裂解方法，例如碰撞誘導(dǎo)解離、高能碰撞解離和電子轉(zhuǎn)移解離等，這些方法能大大提高從MS/MS中獲得的信息，尤其有利于修飾肽的檢測。Ahlf等[19]應(yīng)用Orbitrap Elite進(jìn)行“自上而下”的蛋白質(zhì)組學(xué)（top-down proteomics）分析，并設(shè)計(jì)了一種在高分辨率時(shí)提高分離度的方法。Q Exactive臺(tái)式Orbitrap系統(tǒng)將高性能四級(jí)桿母離子選擇與高分辨率、精確質(zhì)量Orbitrap檢測相結(jié)合，能夠鑒定、定量分析和驗(yàn)證復(fù)雜體系中更低痕量水平的蛋白、肽和代謝物，擴(kuò)大了可用于蛋白質(zhì)組學(xué)研究的領(lǐng)域。通過結(jié)合Q Exactive系統(tǒng)與納升高效液相色譜儀（nano UHPLC），Nagaraj等[20]開發(fā)了一種用于檢測酵母蛋白質(zhì)組的分析方法。他們鑒定的蛋白質(zhì)超過了4000種，幾乎覆蓋了酵母細(xì)胞內(nèi)所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)。如上所述，更高掃描速率和更高分辨率已經(jīng)成為質(zhì)譜儀器發(fā)展的重要目標(biāo)。傳統(tǒng)的QTOF和Orbitrap的掃描頻率一般低于50Hz，最近新開發(fā)的Triple TOF已經(jīng)達(dá)到100Hz的掃描速率，并用于肽段和蛋白質(zhì)的鑒定中[21]。運(yùn)行在Triple TOF上的一種稱為SWATH的蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法隨之開發(fā)出來，SWATH首次采用非數(shù)據(jù)依賴（data-independent）的MS/MS采集方法，能夠系統(tǒng)性地生成完全的、高特異性的碎片離子全貌圖。該技術(shù)能夠針對(duì)監(jiān)控范圍內(nèi)的所有母離子產(chǎn)生特異性碎片離子數(shù)據(jù)。不同于傳統(tǒng)的采集方法，該技術(shù)不依賴于檢測到的母離子質(zhì)量來觸發(fā)MS/MS采集，而是通過快速移動(dòng)的選擇窗口將樣品中的所有組分系統(tǒng)性地全部打成碎片。采用SWATH獲得的數(shù)據(jù)表明該技術(shù)能提供完整的樣品定量與定性結(jié)果，是蛋白質(zhì)組學(xué)研究中一種極具前景的突破性方法[22]。

2 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的產(chǎn)生

關(guān)于藥物與疾病關(guān)系常見的比喻是鑰匙與鎖的關(guān)系，即一把鑰匙特異性地打開一把鎖。在過去的20年里，藥物研發(fā)的主導(dǎo)思想是設(shè)計(jì)高選擇性配體藥物以避免不必要的副作用。然而，后基因組生物學(xué)結(jié)果卻越來越多地表明藥物作用的復(fù)雜性。Yildirim等[23]對(duì)現(xiàn)有藥物及其靶點(diǎn)的相互作用情況進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)很多結(jié)構(gòu)不同的藥物可以作用于相同的藥物靶點(diǎn)，他們還發(fā)現(xiàn)大部分藥物都有若干個(gè)靶點(diǎn)，有些藥物甚至靶點(diǎn)較多。Yildirim等的這些研究結(jié)果表明藥物與靶標(biāo)相互作用的新局面：多把鑰匙能開同一把鎖和一把鑰匙能開多把鎖，且后者比前者更常見。此外，研究者們采用模式生物及大規(guī)模的功能基因組研究發(fā)現(xiàn)具有治療價(jià)值的可敲除的單基因數(shù)不超過總基因數(shù)的10%[24-25]。對(duì)于復(fù)雜疾病，如腫瘤、心血管疾病、糖尿病及神經(jīng)性疾病等，僅使用針對(duì)單一分子靶點(diǎn)的高特異性化合物來治療很難獲得很好的療效。另一方面，近年來的新藥研發(fā)面臨巨大的困境：在過去的10多年中，候選新藥轉(zhuǎn)化成臨床有效新藥的速率顯著下降，而在Ⅱ期和Ⅲ期臨床試驗(yàn)中因缺乏有效性和出現(xiàn)非預(yù)期的毒性所導(dǎo)致的損耗呈現(xiàn)令人擔(dān)憂的增長趨勢，約占研發(fā)失敗原因的60%[26]。新藥研發(fā)后期失敗的比率增高與疾病相關(guān)單靶點(diǎn)高選擇性藥物設(shè)計(jì)的主導(dǎo)思想密切相關(guān)。因此，基于“一個(gè)基因，一種藥物，一種疾病”的藥物研發(fā)模式遇到了挑戰(zhàn)，已經(jīng)顯示出其發(fā)展的局限性。英國藥理學(xué)家Hopkins[27-28]獨(dú)具見解性地指出，造成藥物研發(fā)失敗的主要原因可能并不是技術(shù)和環(huán)境條件，或者甚至也不是科學(xué)的因素，而是哲學(xué)上的原因。他率先提出了“網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)”的概念，從新的角度認(rèn)識(shí)藥物作用機(jī)制，為以新的策略研發(fā)新藥提供新的思想、理論及方法。

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是在系統(tǒng)生物學(xué)和多向藥理學(xué)快速發(fā)展的基礎(chǔ)上提出的藥物設(shè)計(jì)新方法和新策略，即將生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)與藥物作用網(wǎng)絡(luò)整合，分析藥物在網(wǎng)絡(luò)中與節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)模塊的關(guān)系，由尋找單一靶點(diǎn)轉(zhuǎn)向綜合網(wǎng)絡(luò)分析[27,29]。因此，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)與網(wǎng)絡(luò)生物學(xué)、多向藥理學(xué)、功能基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等新興學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)。

3 蛋白質(zhì)組學(xué)在網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)中的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)目前的研究思路主要有2種：一種是根據(jù)公共數(shù)據(jù)和公開發(fā)表的已有數(shù)據(jù)，建立特定疾病及其防治藥物靶點(diǎn)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)模型，預(yù)測所研究藥物的作用靶點(diǎn)，進(jìn)而構(gòu)建所研究藥物-靶點(diǎn)-疾病網(wǎng)絡(luò)，解析所研究藥物的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)機(jī)制，并通過相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行機(jī)制的驗(yàn)證；另一種是利用組學(xué)技術(shù)及高通量技術(shù)，觀察藥物對(duì)模型（細(xì)胞和動(dòng)物）的作用或模型對(duì)藥物的作用，針對(duì)所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，采用生物信息學(xué)的手段分析和構(gòu)建藥物-靶點(diǎn)-疾病網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而解析在研藥物的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)機(jī)制。下面主要就蛋白質(zhì)組學(xué)在網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行簡單介紹。

3.1 藥物作用靶點(diǎn)相關(guān)蛋白質(zhì)的尋找

大部分小分子藥物和生物制劑主要作用于蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)并非孤立存在，而是被嵌入在細(xì)胞信號(hào)通路和網(wǎng)絡(luò)中，因而在生理和功能上與其他蛋白質(zhì)和細(xì)胞成分等緊密聯(lián)系在一起。另外，幾百種不同類型的細(xì)胞組成了人體的器官，這些蛋白質(zhì)存在于各種不同器官等生理環(huán)境之下，藥物可能產(chǎn)生與預(yù)期相同或不同的作用[30]。鑒于這種復(fù)雜性，研究者們運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)來鑒定靶標(biāo)蛋白質(zhì)和脫靶（off-targets）蛋白質(zhì)，并從藥物作用后所觀察到的表型中揭示藥物所產(chǎn)生的作用機(jī)制[31]。在網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)中，蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)已被用于確定有生物活性的小分子化合物及其類似物的特異性，利用這些小分子探針預(yù)測可以結(jié)合的蛋白質(zhì)靶點(diǎn)，或者發(fā)現(xiàn)某些未知的靶點(diǎn)。更為重要的是，這些未知的蛋白質(zhì)靶點(diǎn)即脫靶蛋白可能是附加的成藥靶標(biāo)，也可能是引起副作用和毒性的根本原因。蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的“尋找高效的多靶點(diǎn)藥物，發(fā)揮藥物最大的臨床療效，將副反應(yīng)和毒性降到最低”的研究中起到了非常關(guān)鍵的作用。

Ramachandran等[32]采用iTRAQ技術(shù)對(duì)人神經(jīng)SHSY5Y細(xì)胞模型中受到中藥天麻調(diào)控的因子進(jìn)行定量表達(dá)譜檢測，共鑒定出2390種蛋白，其中406種蛋白具有顯著表達(dá)差異，包括288種上調(diào)蛋白和118種下調(diào)蛋白。進(jìn)一步研究結(jié)果表明，天麻促進(jìn)神經(jīng)再生信號(hào)級(jí)聯(lián)放大可能是通過以下途徑實(shí)現(xiàn)的：控制伴侶蛋白/蛋白酶降解途徑，刺激神經(jīng)保護(hù)基因通過不同的再生形態(tài)和與神經(jīng)突觸可塑性相關(guān)的能力來調(diào)控其他蛋白。由于天麻對(duì)神經(jīng)的潛在保護(hù)作用是近年來新的研究熱點(diǎn)，其具體的作用靶點(diǎn)還有待確證，該研究為解釋天麻的神經(jīng)保護(hù)活性作出了一定的貢獻(xiàn)。

阿爾茨海默病是一種神經(jīng)退行性疾病，其治療費(fèi)非常高昂。石杉?jí)A甲已被證明對(duì)阿爾茨海默病具有多種神經(jīng)保護(hù)作用，但其具體的作用靶點(diǎn)和藥理學(xué)作用機(jī)制仍然不清楚。筆者所在團(tuán)隊(duì)建立了離心式蛋白質(zhì)組反應(yīng)器技術(shù)，開展了石杉?jí)A甲對(duì)神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)作用機(jī)制的非標(biāo)記定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究工作[33]。石杉?jí)A甲加藥組（10 μmol·L-1石杉?jí)A甲預(yù)處理2 h，再以5μmol·L-1Aβ寡聚體處理24 h）和Aβ寡聚體對(duì)照組（5μmol·L-1Aβ寡聚體處理24 h）樣品的5次生物學(xué)重復(fù)，組內(nèi)和組間樣品均具有高重復(fù)性。實(shí)驗(yàn)共鑒定和定量了2860種蛋白質(zhì)，其中196種蛋白質(zhì)在石杉?jí)A甲加藥與對(duì)照組間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。通過對(duì)這些顯著變化的蛋白質(zhì)進(jìn)行KEGG信號(hào)通路分析，我們發(fā)現(xiàn)阿爾茨海默病信號(hào)通路中的蛋白質(zhì)存在變化，其中Tau蛋白在石杉?jí)A甲加藥組有下調(diào)。通過Ingenuity Pathway Analysis軟件分析，p53及其相互作用網(wǎng)絡(luò)的蛋白質(zhì)絕大多數(shù)在石杉?jí)A甲處理時(shí)下調(diào)。Western Blot驗(yàn)證表明石杉?jí)A甲可通過下調(diào)p53的表達(dá)來減弱Aβ寡聚對(duì)Neuro2A細(xì)胞的損傷。

中藥雙龍方是由人參、丹參組成的中藥復(fù)方制劑，具有益氣養(yǎng)血、活血通脈的功能，適用于冠心病以及心絞痛、心肌梗死的治療。當(dāng)其與自體骨髓單個(gè)核細(xì)胞[主要含骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）]移植合用時(shí)，可促進(jìn)移植細(xì)胞在心肌的生存，產(chǎn)生大量新生的心肌細(xì)胞及心肌小血管，促進(jìn)病變的修復(fù)，但其作用的分子機(jī)制依然不清楚。Fan等[34]采用比較蛋白質(zhì)組學(xué)的方法研究大鼠的MSC與心肌樣細(xì)胞的蛋白質(zhì)表達(dá)情況，他們同時(shí)采用免疫熒光法分析了不同處理組MSC向心肌細(xì)胞的分化情況。研究結(jié)果表明，雙龍方能夠誘導(dǎo)MSC向心肌細(xì)胞的分化并促進(jìn)心肌特異性蛋白的表達(dá)，其中有大約36種蛋白表達(dá)發(fā)生顯著差異，它們主要為細(xì)胞骨架、能量代謝和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)的蛋白質(zhì)。這些受到雙龍方調(diào)控的蛋白質(zhì)的差異表達(dá)，可能通過不同的信號(hào)通路在大鼠的MSC分化過程中起到了非常關(guān)鍵的作用。這項(xiàng)研究為雙龍方治療心肌梗死的顯著療效提供了一些例證，其作用的靶點(diǎn)需要更為深入的研究。

Wnt/β-catenin信號(hào)通路涉及一系列發(fā)育過程，在細(xì)胞分化、增殖和凋亡等過程中起到重要作用，該途徑的異常激活可導(dǎo)致多種癌癥。然而，當(dāng)前的癌癥治療中幾乎沒有靶向于該通路的抑制劑。Huang等[35]運(yùn)用iTRAQ方法研究證明活性小分子化合物XAV939能選擇性抑制β-catenin介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄。有意思的是，XAV939也能抑制聚腺苷二磷酸核糖激酶（poly-adenosine diphosphateribosylating enzymes），亦即端錨聚合酶tankyrase 1和tankyrase 2，它們與軸蛋白（Axin）的高度保守區(qū)發(fā)生作用，并通過泛素-蛋白酶體途徑刺激其降解。因此，XAV939不僅是用于研究β-catenin信號(hào)通路的有用工具，也是一種Wnt/β-catenin和端粒治療的潛在藥物。

3.2 與耐藥性相關(guān)的蛋白質(zhì)的尋找

近年來在癌癥、感染性疾病等的治療過程中遇到的最大挑戰(zhàn)之一是治療過程中機(jī)體耐藥性的產(chǎn)生?；熕幬锘蚩股氐瘸？烧T導(dǎo)細(xì)胞調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑等發(fā)生適應(yīng)性變化，從而導(dǎo)致機(jī)體耐藥性的產(chǎn)生。機(jī)體的耐藥性能由最開始的只能抵抗一種藥物發(fā)展到交叉抵抗一些結(jié)構(gòu)、功能皆不相同的藥物即“多重耐藥性”。如上所述，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的研究內(nèi)容之一是從整體網(wǎng)絡(luò)的角度認(rèn)識(shí)藥物的作用機(jī)制，能更好地了解抗性機(jī)制，并能確定一些能干預(yù)治療、阻止耐藥性產(chǎn)生的新靶標(biāo)蛋白。蛋白質(zhì)組學(xué)方法在這個(gè)過程中無疑是最有效的研究手段，它能較全面地鑒定出與耐藥性產(chǎn)生相關(guān)的個(gè)別蛋白質(zhì)及信號(hào)通路。通過阻斷這些蛋白質(zhì)或信號(hào)通路，可以使耐藥組織或細(xì)胞重新恢復(fù)對(duì)原來所使用藥物的敏感型，甚至可以幫助消除其他一些藥物的抗藥性。更重要的是，用蛋白質(zhì)組學(xué)方法表征1個(gè)耐藥性表型可提供1個(gè)更加完整的功能調(diào)控和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑發(fā)生適應(yīng)性變化的圖片，從而為組合多個(gè)藥物靶點(diǎn)的治療方案提供依據(jù)，能有效解決該治療方案的耐藥性問題，實(shí)現(xiàn)疾病治療良好的預(yù)后[31]。

3.2.1 腫瘤治療過程中的耐藥性研究 Van Houdt等[36]采用非標(biāo)記定量方法比較化療耐藥性的結(jié)腸癌干細(xì)胞和化療敏感性的已分化的結(jié)腸癌細(xì)胞的蛋白質(zhì)表達(dá)差異。該研究總共鑒定到3048個(gè)蛋白，其中有32個(gè)蛋白在結(jié)腸癌干細(xì)胞中的表達(dá)量至少是已分化細(xì)胞中的2倍以上。信號(hào)通路研究表明調(diào)控“細(xì)胞死亡”的蛋白在2種類型細(xì)胞中有顯著表達(dá)差異。有意思的是，表達(dá)上調(diào)量最高的1個(gè)蛋白是人桿狀病毒IAP（inhibitor of apoptosis protein，IAP）重復(fù)包含蛋白6（baculoviral IAP repeat-containing protein 6，BIRC6），它是桿狀病毒細(xì)胞凋亡抑制蛋白IAP家族的成員之一，可能在結(jié)腸癌干細(xì)胞抵抗化療的過程中起關(guān)鍵作用。他們進(jìn)一步將該基因敲除后，發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌干細(xì)胞對(duì)化療藥物如奧沙利鉑（oxaliplatin）和順鉑（cisplatin）變得十分敏感。這項(xiàng)蛋白質(zhì)組學(xué)研究結(jié)果表明BIRC6能作為根除結(jié)腸癌干細(xì)胞，從而抑制結(jié)腸癌復(fù)發(fā)的1個(gè)潛在的治療靶點(diǎn)。Zhao等[37]采用iTRAQ的方法分析比較了多西他賽（docetaxel）敏感型PC3細(xì)胞和多西他賽耐藥型PC3-Rx細(xì)胞蛋白的表達(dá)情況，并采用重組蛋白過表達(dá)實(shí)驗(yàn)和siRNA敲除實(shí)驗(yàn)進(jìn)行功能學(xué)驗(yàn)證。這項(xiàng)研究結(jié)果表明巨噬細(xì)胞抑制因子1（macrophage inhibitory cytokine 1，MIC1）能作為多西他賽治療過程中獲得型耐藥性的一個(gè)潛在的生物標(biāo)記物和治療靶點(diǎn)。Patel等[38]采用2DE-MS的方法研究發(fā)現(xiàn)，抑制素1（prohibitin 1，PHB1）和谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶π（glutathione S-transferase pi，GSTπ）表達(dá)水平的升高與紫杉醇（paclitaxel）耐藥性相關(guān)。免疫熒光染色和分級(jí)研究顯示耐藥性細(xì)胞系表面PHB1的表達(dá)增加。在抗紫杉醇的腫瘤細(xì)胞中利用siRNA短暫性地沉默PHB1或者GSTπ后，這些細(xì)胞能部分恢復(fù)對(duì)紫杉醇的敏感性。有意思的是，沉默PHB1，但不沉默GSTπ，紫杉醇作用后誘導(dǎo)啟動(dòng)細(xì)胞的內(nèi)在凋亡途徑。同樣地，永久性地敲除PHB1或者GSTπ能顯著增加肺癌A549細(xì)胞對(duì)紫杉醇的敏感性。這項(xiàng)研究表明PHB1介導(dǎo)了腫瘤細(xì)胞對(duì)紫杉醇的耐藥性，而PHB1的這種作用可能取決于其在細(xì)胞上的定位。根據(jù)這些初步的功能研究，PHB1可能作為腫瘤耐藥性治療的潛在靶點(diǎn)。Tilghman等[39]采用TMT標(biāo)記的定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法比較了來曲唑（letrozole）耐藥型和敏感型的MCF-7細(xì)胞的蛋白表達(dá)譜，該細(xì)胞已過表達(dá)了芳香化酶（aromatase）。這項(xiàng)研究鑒定出fascin比其他顯著上調(diào)的蛋白質(zhì)更加具有潛力作為抑制激素抵抗的乳腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的治療靶點(diǎn)。當(dāng)然，上述這些蛋白質(zhì)在被證明是可能的藥物靶點(diǎn)之前需要進(jìn)行更廣泛的功能學(xué)研究和驗(yàn)證。

3.2.2 致病菌耐藥性研究 Rao等[40]展開了對(duì)革蘭陽性土壤細(xì)菌天藍(lán)色鏈霉菌抵抗第2代喹諾酮類抗菌藥物環(huán)丙沙星（ciprofloxacin，CIP）耐藥機(jī)制的研究，該菌對(duì)CIP的耐藥性并不是后天獲得性的，而是與生俱來的。他們采用2-DE聯(lián)合MALDI-TOF/TOF的方法比較了處于亞致死濃度的CIP生長環(huán)境中的細(xì)菌與處于正常生長環(huán)境的細(xì)菌中蛋白表達(dá)情況，鑒定到24個(gè)有顯著表達(dá)差異的蛋白質(zhì)。其中一些下調(diào)蛋白參與碳水化合物的代謝途徑，表明細(xì)菌由正常生理狀態(tài)轉(zhuǎn)向降低或關(guān)閉新陳代謝的狀態(tài)；另外一些下調(diào)蛋白參與轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，同時(shí)伴隨著氨基酸合成和蛋白質(zhì)折疊過程中的一些酶的表達(dá)明顯下降，這些可能是CIP損傷DNA后細(xì)菌作出的適應(yīng)性反應(yīng)，從而最大限度地減少代謝過程中的能量浪費(fèi)，確保細(xì)菌能在長期惡劣的條件下生存。Kumar等[41]采用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究了結(jié)核分枝桿菌臨床分離株對(duì)卡那霉素和丁胺卡那霉素的耐藥性，在鑒定到的差異蛋白中，他們研究發(fā)現(xiàn)了幾種與鐵的調(diào)節(jié)和鐵代謝相關(guān)的蛋白，指出鐵可能在結(jié)核分枝桿菌抵抗二線藥物的過程中起到了非常關(guān)鍵的作用。

4 展望

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)作為藥理學(xué)的一個(gè)新興分支學(xué)科，為分析藥物作用提供了全新的視角。我們可以通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的研究來尋找和確認(rèn)靶點(diǎn)，對(duì)新藥的發(fā)現(xiàn)具有指導(dǎo)意義。將蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的研究中，能比較直觀地看到藥物在蛋白質(zhì)水平上所起到的調(diào)控作用，并能建立一個(gè)較全面的藥物-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)，為多靶點(diǎn)藥物的開發(fā)提供切實(shí)有效的途徑。本文綜述了一些將蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的成功實(shí)例和目前的一些研究思路。隨著蛋白質(zhì)組學(xué)自身技術(shù)的飛速發(fā)展，其在網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究中一定會(huì)有更廣泛的用途。但需要指出的是，蛋白質(zhì)組學(xué)只是網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的組成部分之一，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的發(fā)展不僅需要蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展，還需要依賴其他組學(xué)（如基因組學(xué)、代謝組學(xué)等）及其他相關(guān)學(xué)科如生物信息學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、計(jì)算生物學(xué)、多向藥理學(xué)等技術(shù)的發(fā)展。只有很好地融合了這些技術(shù)，才能真正發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的藥物研發(fā)新模式的作用，真正為復(fù)雜疾病的治療帶來重大突破。

[1]Ning Z, Zhou H, Wang F, et al. Analytical aspects of proteomics: 2009-2010 [J]. Anal Chem, 2011, 83(12): 4407-4426.

[2]Wi?niewski J R, Zougman A, Nagaraj N, et al. Universal sample preparation method for proteome analysis [J].Nat Methods, 2009, 6(5): 359-362.

[3]Wi?niewski J R, Zougman A, Mann M. Combination of FASP and StageTip-based fractionation allows in-depth analysis of the hippocampal membrane proteome[J]. J Proteome Res, 2009, 8(12): 5674-5678.

[4]Ostasiewicz P, Zielinska DF, Mann M, et al.Proteome, phosphoproteome, and N-glycoproteome are quantitatively preserved in formalin-fixed paraffin-embedded tissue and analyzable by highresolution mass spectrometry [J]. J Proteome Res, 2010, 9(7): 3688-3700.

[5]Ethier M, Hou W, Duewel H S, et al.The proteomic reactor: a microfluidic device for processing minute amounts of protein prior to mass spectrometry analysis [J]. J Proteome Res, 2006, 5(10): 2754-2759.

[6]Zhou H, Wang F, Wang Y, et al. Improved recovery and identification of membrane proteins from rat hepatic cells using a centrifugal proteomic reactor [J]. Mol Cell Proteomics, 2011, 10(10): O111.008425.

[7]Graumann J, Hubner N C, Kim J B, et al. Stable isotope labeling by amino acids in cell culture (SILAC) and proteome quantitation of mouse embryonic stem cells to a depth of 5111 proteins [J]. Mol Cell Proteomics, 2008, 7(4): 672-683.

[8]Geiger T, Cox J, Ostasiewicz P, et al. Super-SILAC mix for quantitative proteomics of human tumor tissue [J]. Nat Methods, 2010, 7(5): 383-385.

[9]Vincent C E, Rensvold J W, Westphall M S, et al. Automated gas-phase purification for accurate, multiplexed quantification on a stand-alone ion-trap mass spectrometer [J]. Anal Chem, 2013, 85(4): 2079-2086.

[10]Han X, Aslanian A, Yates J R 3rd. Mass spectrometry for proteomics [J]. Curr Opin Chem Biol, 2008,12(5): 483-490.

[11]Paulo J A, Kadiyala V, Banks P A, et al. Mass spectrometry-based proteomics for translational research: a technical overview [J]. Yale J Biol Med, 2012, 85(1): 59-73.

[12]Holman S W, Sims P F, Eyers C E. The use of selected reaction monitoring in quantitative proteomics [J]. Bioanalysis, 2012, 4(14): 1763-1786.

[13]Van Riper S K, de Jong E P, Carlis J V, et al. Mass spectrometry-based proteomics: basic principles and emerging technologies and directions [J]. Adv Exp Med Biol, 2013, 990: 1-35.

[14]Wi?niewski J R, Ostasiewicz P, Du? K, et al. Extensive quantitativeremodeling of the proteome between normal colon tissue and adenocarcinoma [J]. Mol Syst Biol, 2012, 8: 611.

[15]Franck J, Arafah K, Elayed M, et al. MALDI imaging mass spectrometry: state of the art technology in clinical proteomics[J]. Mol Cell Proteomics, 2009, 8(9): 2023-2033.

[16]Groseclose M R, Massion P P, Chaurand P, et al. High-throughput proteomic analysis of formalin-fixed paraffin-embedded tissue microarrays using MALDI imaging mass spectrometry [J]. Proteomics, 2008, 8(18): 3715-3724.

[17]Michalski A, Damoc E, Lange O, et al. Ultra high resolution linear ion trap Orbitrap mass spectrometer (Orbitrap Elite) facilitates top down LC MS/MS and versatile peptide fragmentation modes[J]. Mol Cell Proteomics, 2012, 11(3): O111.013698.

[18]Michalski A, Damoc E, Hauschild J P, et al. Mass spectrometry-based proteomics using Q Exactive, a high-performance benchtop quadrupole Orbitrap mass spectrometer [J]. Mol Cell Proteomics, 2011, 10(9): M111.011015.

[19]Ahlf D R, Compton P D, Tran J C, et al. Evaluation of the compact high-field orbitrap for top-down proteomics of human cells [J]. J Proteome Res, 2012, 11(8): 4308-4314.

[20]Nagaraj N, Kulak N A, Cox J, et al. System-wide perturbation analysis with nearly complete coverage of the yeast proteome by single-shot ultra HPLC runs on a bench top Orbitrap [J]. Mol Cell Proteomics, 2012, 11(3): M111.013722.

[21]Andrews G L, Simons B L, Young J B, et al. Performance characteristics of a new hybrid quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometer (TripleTOF 5600) [J]. Anal Chem, 2011, 83(13): 5442-5446.

[22]Gillet L C, Navarro P, Tate S, et al. Targeted data extraction of the MS/ MS spectra generated by data-independent acquisition: a new concept for consistent and accurate proteome analysis [J]. Mol Cell Proteomics, 2012, 11(6): O111.016717.

[23]Yildirim M A, Goh K I, Cusick M E, et al. Drug-target network [J]. Nat Biotechnol, 2007, 25(10): 1119-1126.

[24]Austin C P, Battey J F, Bradley A, et al. The knockout mouse project [J]. Nat Genet, 2004, 36(9): 921-924.

[25]Zambrowicz B P, Sands A T.Knockouts model the 100 best-selling drugs--will they model the next 100? [J].Nat Rev Drug Discov, 2003, 2(1): 38-51.

[26]Kola I, Landis J. Can the pharmaceutical industry reduce attrition rates ? [J].Nat Rev Drug Discov, 2004, 3(8): 711-715.

[27]Hopkins A L.Network pharmacology: the next paradigm in drug discovery [J]. Nat Chem Biol, 2008, 4(11): 682-690.

[28]Hopkins A L.Network pharmacology [J]. Nat Biotechnol, 2007, 25(10): 1110-1111.

[29]劉艾林, 杜冠華. 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)：藥物發(fā)現(xiàn)的新思想[J]. 藥學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 45(12): 1472-1477.

[30]Schirle M, Bantscheff M, Kuster B. Mass spectrometry-based proteomics in preclinical drug discovery [J]. Chem Biol, 2012, 19(1): 72-84.

[31]Guo S, Zou J, Wang G. Advances in the proteomic discovery of novel therapeutic targets in cancer [J]. Drug Des Devel Ther, 2013, 7: 1259-1271.

[32]Ramachandran U, Manavalan A, Sundaramurthi H, et al. Tianma modulates proteins with various neuro-regenerative modalities in differentiated human neuronal SH-SY5Y cells[J]. Neurochem Int, 2012, 60(8): 827-836.

[33]Tao Y, Fang L, Yang Y, et al. Quantitative proteomic analysis reveals the neuroprotective effects of huperzine A for amyloid beta treated neuroblastoma N2a cells [J]. Proteomics, 2013, 13(8): 1314-1324.

[34]Fan X, Li X, Lv S, et al. Comparative proteomics research on rat MSCs differentiation induced by Shuanglong Formula [J]. J Ethnopharmacol, 2010, 131(3): 575-580.

[35]Huang S M, Mishina Y M, Liu S, et al. Tankyrase inhibition stabilizes axin and antagonizes Wnt signalling [J]. Nature, 2009, 461(7264): 614-620.

[36]Van Houdt W J, Emmink B L, Pham T V, et al. Comparative proteomics of colon cancer stem cells and differentiated tumor cells identifies BIRC6 as a potential therapeutic target [J]. Mol Cell Proteomics, 2011, 10(12): M111.011353.

[37]Zhao L, Lee B Y, Brown D A, et al. Identification of candidate biomarkers of therapeutic response to docetaxel by proteomic profiling [J]. Cancer Res, 2009, 69(19): 7696-7703.

[38]Patel N, Chatterjee S K, Vrbanac V, et al. Rescue of paclitaxel sensitivity by repression of Prohibitin1 in drug-resistant cancer cells [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2010, 107(6): 2503-2508.

[39]Tilghman S L, Townley I, Zhong Q, et al. Proteomic signatures of acquired letrozole resistance in breast cancer: suppressed estrogen signaling and increased cell motility and invasiveness [J]. Mol Cell Proteomics, 2013, 12(9): 2440-2455.

[40]Rao A A, Patkari M, Reddy P J, et al. Proteomic analysis of Streptomyces coelicolor in response to ciprofloxacin challenge [J]. J Proteomics, 2014, 97:222-234.

[41]Kumar B, Sharma D, Sharma P, et al. Proteomic analysis of Mycobacterium tuberculosis isolates resistant to kanamycin and amikacin [J]. J Proteomics, 2013, 94: 68-77.

[專家介紹] 周虎：博士。2001年畢業(yè)于南開大學(xué)，獲得生物學(xué)專業(yè)學(xué)士學(xué)位。同年進(jìn)入上海生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所，于2007年獲得生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)專業(yè)博士學(xué)位。在2008年3月加入渥太華大學(xué)系統(tǒng)生物研究所開展博士后研究工作，并于2009年起擔(dān)任質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室主管。2012年作為中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”入選者加入上海藥物研究所分析化學(xué)研究室，并擔(dān)任質(zhì)譜組課題組長。研究方向?yàn)橘|(zhì)譜方法學(xué)、有機(jī)小分子和生物大分子相互作用以及轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)相關(guān)的蛋白質(zhì)組學(xué)，以尋找藥物小分子的作用靶點(diǎn)及其作用機(jī)制。已在國外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表SCI收錄論文44篇，其中作為第一作者的論文11篇，通訊作者2篇。2009年獲得第21屆國際生物化學(xué)與分子生物學(xué)聯(lián)盟學(xué)術(shù)大會(huì)青年科學(xué)家論壇（IUBMB YSP）資助；2010年至今獲得加拿大健康研究院（CIHR）神經(jīng)退行性脂組學(xué)博士后基金資助；2012年獲中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”資助。2012年獲加拿大渥太華大學(xué)“International Research Acceleration Program”資助。

周虎本人一直從事液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法學(xué)和疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)組學(xué)的研究，開發(fā)了一系列新的液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的方法，包括：基于pH梯度洗脫的強(qiáng)陽離子交換液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的方法，以及可以分析人類血漿中糖蛋白的糖蛋白質(zhì)組反應(yīng)器（glycoproteomic reactor）和用于膜蛋白分析的離心式蛋白質(zhì)組反應(yīng)器等。相關(guān)論文已經(jīng)發(fā)表在“Mol Cell Proteomics”和“J Proteome Res”等雜志上。課題組現(xiàn)在將蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究中，如第一次采用定量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)對(duì)石杉?jí)A甲處理前后的神經(jīng)元細(xì)胞進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)石杉?jí)A甲能通過下調(diào)p53及其相互作用蛋白質(zhì)水平來實(shí)現(xiàn)其神經(jīng)元保護(hù)作用，相關(guān)研究成果已發(fā)表在“Proteomics”雜志上。

Application of Proteomics Technique in Study of Network Pharmacology

LIU Xing, ZHOU Hu
(Department of Analytical Chemistry, Shanghai Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201203, China)

Proteomics has become more and more mature. Its application in biomedical fields has increased significantly, and the related sample preparation techniques,protein quantification methods and advanced mass spectrometry technique have also been developed rapidly.Network pharmacology is an emerging area of pharmacology which explores the relevance between drugs and diseases from an overall perspective. Network pharmacology offers a new framework for thinking about how to innovate drug discovery. Applying proteomic approaches into network pharmacology research, can help researchers to predict and understand the mechanisms underlying the multiple actions of drugs. It can also uncover multiple drug targets for combinatorial therapeutic solutions or for designing and optimizing multitarget drugs. In this paper, the recent technological developments in proteomics were reviewed, and current proteomics-based research on network pharmacology was briefly summarized.

proteomics; mass spectrometry technique; quantitative proteomics; network pharmacology

Q591

A

1001-5094(2014)02-0089-08

*接受日期：2013-12-27

周虎，研究員，中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”入選者；

研究方向：質(zhì)譜方法學(xué)、有機(jī)小分子和生物大分子相互作用以及轉(zhuǎn)化 醫(yī)學(xué)相關(guān)的蛋白質(zhì)組學(xué)；

Tel：021-50806706；E-mail：zhouhu@simm.ac.cn