《與細胞重編程相關的蛋白質組O型乙醯葡萄糖胺化修飾》是依託南開大學，由水雯箐擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：與細胞重編程相關的蛋白質組O型乙醯葡萄糖胺化修飾
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：水雯箐
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
O型乙醯葡萄糖胺化（O-GlcNAc）是一種對胞內蛋白質的特殊糖基化修飾。類似於磷酸化，動態、可逆的O-GlcNAc修飾能夠影響底物蛋白質的定位、功能和穩定性，對多種生物過程產生重要影響。然而由於技術局限，對蛋白質組中這種糖基化修飾的鑑定和表征，其深度和廣度遠遠不及磷酸化蛋白質組學的發展程度。本項目旨在發展新的技術流程以提高質譜分析這種糖基化修飾的準確性和覆蓋率，並發展高通量的方法同時分析在不同條件下蛋白質的修飾水平與基因表達水平的定量差異，這將為研究與該修飾相關的生物過程的調控機制提供關鍵的工具。.本項目將套用新的技術流程來研究體細胞誘導為多能型幹細胞的過程中O-GlcNAc修飾的變化，發現與體細胞重編程特異相關的蛋白質修飾位點- - 這將為探索該過程中基因轉錄與信號傳導的調節機制提供獨特的視角，有助於發現新的調節因子或通路，從而推動幹細胞的基礎研究和拓展其醫學套用。
結題摘要
為了研究糖基化蛋白質在細胞重編程過程中的特異性的表達和分布的變化，以及它們對幹細胞分化潛能和細胞命運的影響，我們在具體研究中首先從多潛能幹細胞中分離出膜組分，而後鑑定其中含量有特異性變化的蛋白質，選取帶有O-GlcNAc糖基化修飾的蛋白質進行功能性試驗，深入了解該蛋白質對幹細胞分化或者體細胞重編程的可能調控作用。蛋白質組分析表明，從iPSC, ESC 和 TTF三種細胞的膜組分中鑑定到683、867和757種獨特的蛋白質，這是國際上首次研究與細胞分化和重編程相關的差異性膜蛋白質組。通過比較這三種細胞系的膜蛋白質組，我們能夠了解胚胎幹細胞分化（ESC-＞TTF）與體細胞重編程 (TTF-＞iPSC)過程中蛋白質組成的特異性變化。最終鑑定107種與細胞重編程相關的膜蛋白質，其中83種與多潛能幹細胞的多能性亦相關。這些差異性蛋白質直接參與或調節細胞的多種生理過程，包括細胞粘附、膜轉運和融合、細胞信號轉導、 轉錄調控、氧化還原等等。而後針對帶有糖基化修飾、並且參與糖分子攝取和利用的蛋白質glucose transporter 3 進行功能實驗。該實驗表明，此糖基化的膜轉運蛋白對胚胎幹細胞的體外分化性能有重要影響，我們猜測對它的遺傳改造有可能加快體細胞重編程為多潛能幹細胞的進程，從而促進誘導多潛能幹細胞在臨床醫療上的套用。 在本課題進行過程中，我們還發展了若干種蛋白質修飾組學實驗技術和數據分析用的軟體工具，用於分離、鑑定和定量細胞中帶有O-GlcNAc修飾或磷酸化修飾的蛋白質組，為蛋白質翻譯後修飾的系統解析和功能研究提供了新技術手段。合作發表的關於誘導多潛能幹細胞膜蛋白質組學的研究在國內是首次發表於該領域國際專業期刊上的論文，為尋找iPS幹細胞的分子標誌物指明了新的研究方向。 該項目支持下在Cell Research, Journal of Proteome Research等期刊上共發表SCI論文12篇，申請專利2項，培養研究生4人。
