在21世紀(jì),，生命科學(xué)的熱點(diǎn)將從基因組學(xué)轉(zhuǎn)向蛋白質(zhì)組學(xué)2001年5月18日，以北京師范大學(xué)為首倡單位,，在北京正式成立了隸屬教育部的高等學(xué)校蛋白質(zhì)組學(xué)研究院,。這所研究院由北京師范大學(xué)、中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué),、第四軍醫(yī)大學(xué),、上海交通大學(xué),、北京中醫(yī)藥大學(xué),、中日友好臨床醫(yī)學(xué)研究所、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院,、北京億利生物工程技術(shù)研究所,、北京市科委高科技實(shí)驗(yàn)室等9家著名高校、科研單位聯(lián)合組建,。這是我國(guó)第一次大規(guī)模地突破院校界線,，同時(shí)又與臨床單位、國(guó)外高科技公司,、國(guó)內(nèi)企業(yè)共同組建的科研實(shí)體,，它的誕生，是我國(guó)向生命科學(xué)最前沿領(lǐng)域———蛋白質(zhì)組學(xué)的研究邁出的標(biāo)志性一步,，是中國(guó)蛋白質(zhì)組學(xué)研究史上的一個(gè)里程碑,。
蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的真正執(zhí)行者，細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位,?；蚝偷鞍踪|(zhì)的功能最終必須在細(xì)胞中整合起來(lái)并得以真正體現(xiàn)?；蚝帽纫粡堉圃祜w機(jī)和坦克的圖紙,，蛋白質(zhì)就是根據(jù)圖紙制造的真正進(jìn)行戰(zhàn)斗的飛機(jī)和坦克。雖然目前已完成了對(duì)人類(lèi)基因的全部DNA序列測(cè)定,，但是單憑制造飛機(jī)和坦克的圖紙,，不可能演繹出一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)，也不會(huì)知道一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)是如何發(fā)生,、如何進(jìn)行的,。基因的主要功能是通過(guò)其表達(dá)產(chǎn)物———蛋白質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而蛋白質(zhì)在合成之后又具有它們相對(duì)獨(dú)立的修飾,、轉(zhuǎn)運(yùn)和相互間的作用能力,，同時(shí)還具有對(duì)外界因素發(fā)生反應(yīng)的能力。因此,，僅僅從基因的角度進(jìn)行研究尚不能解決基因的表達(dá)時(shí)間,、表達(dá)量、蛋白質(zhì)翻譯后加工和修飾等問(wèn)題,，只有從蛋白質(zhì)組學(xué)的角度對(duì)所有蛋白質(zhì)的總和進(jìn)行研究,，即開(kāi)展蛋白質(zhì)組學(xué)研究，才能更加貼近對(duì)生命現(xiàn)象和本質(zhì)的掌握,，生命活動(dòng)的本質(zhì)和活動(dòng)規(guī)律才能找到答案,。正是因?yàn)檫@樣，國(guó)際科學(xué)界預(yù)言,，在21世紀(jì),，生命科學(xué)的熱點(diǎn)將從基因組學(xué)轉(zhuǎn)向蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics），使后者成為新的前沿,。蛋白質(zhì)組學(xué)研究的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是分子生物學(xué)和分子醫(yī)學(xué)對(duì)細(xì)胞生物學(xué)的回歸,。
細(xì)胞的生命活動(dòng)包括增殖、分化,、衰老和死亡,，生物體從胚胎發(fā)育到個(gè)體成熟，包括兒童期,、青春期和老年期等,，每個(gè)階段、每個(gè)時(shí)期的生命活動(dòng)是受到嚴(yán)格調(diào)控的,，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)失控,，都會(huì)導(dǎo)致疾病的發(fā)生，如癌癥,、神經(jīng)系統(tǒng)疾病和消化系統(tǒng)疾病等?，F(xiàn)在已經(jīng)知道，在疾病中只有一小部分是起因于基因突變,。而各種疾病都有蛋白質(zhì)譜的動(dòng)態(tài)變化,，每種疾病在不同的發(fā)病階段，在任何癥狀出現(xiàn)之前,，在蛋白質(zhì)水平方面已經(jīng)發(fā)生了變化,。而這些被確認(rèn)在早期發(fā)生的蛋白質(zhì)變化都有潛力發(fā)展成為臨床早期診斷指標(biāo)。所以蛋白質(zhì)組學(xué)研究將提供給我們大量的,、完整的,、動(dòng)態(tài)的蛋白質(zhì)譜,。如果得到了蛋白質(zhì)譜的變化，就能斷定一個(gè)人的健康狀態(tài)如何,。把兩個(gè)前沿結(jié)合起來(lái)———科學(xué)發(fā)展前沿：蛋白質(zhì)組學(xué)研究國(guó)家需求前沿：國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民健康事業(yè)蛋白質(zhì)組學(xué)的研究?jī)?nèi)容這樣廣闊,，我們研究院并不想涉及所有的領(lǐng)域，包攬所有的研究?jī)?nèi)容,，而是進(jìn)行有特色的研究,，即把兩個(gè)前沿結(jié)合起來(lái)（1）科學(xué)發(fā)展前沿———蛋白質(zhì)組學(xué)研究；（2）國(guó)家需求前沿———國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民健康事業(yè),。因此,，我們的研究工作重點(diǎn)一方面是與細(xì)胞重大生命活動(dòng)密切相關(guān)的功能蛋白質(zhì)組學(xué)研究；另一方面是對(duì)我國(guó)人民健康危害最大的幾種疾病中標(biāo)志蛋白和關(guān)鍵蛋白的研究和應(yīng)用,。中國(guó)是一個(gè)人口大國(guó),，提高人民生存健康水平和人口質(zhì)量，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步,，繁榮昌盛的迫切需要,。我們將最大限度地發(fā)揮高等院校多學(xué)科交叉和智力密集的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)合作和功能聯(lián)合,，充分利用最新技術(shù),，盡可能早,、盡可能充分地利用現(xiàn)有的最新技術(shù)（蛋白質(zhì)芯片等）篩選我國(guó)重大疾病和高發(fā)病早期診斷的標(biāo)志蛋白,，同時(shí)我們已聯(lián)合成員單位合作攻關(guān)，開(kāi)發(fā)具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高通量蛋白質(zhì)識(shí)別技術(shù)和工具,，最終實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上查詢(xún)和網(wǎng)上診斷等,。除標(biāo)志蛋白以外，在農(nóng)業(yè)育種,、環(huán)境污染,、生態(tài)保護(hù)等方面，蛋白質(zhì)組學(xué)研究也都能提供有重要價(jià)值的理論根據(jù)和實(shí)用數(shù)據(jù),。在科學(xué)領(lǐng)域合理共享,，這樣就會(huì)大大縮短單項(xiàng)研究的周期。預(yù)計(jì)在未來(lái)數(shù)年內(nèi),，蛋白質(zhì)組學(xué)研究將產(chǎn)生可觀的社會(huì),、經(jīng)濟(jì)效益。
研究院成員單位在蛋白質(zhì)研究方面已取得了可喜的成果,，北京師范大學(xué)細(xì)胞增殖與調(diào)控生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,，多年來(lái)致力于觀察研究細(xì)胞各種重大生命活動(dòng)的分子基礎(chǔ)，特別是蛋白質(zhì)的復(fù)雜作用網(wǎng)絡(luò)的變化與行為,，如采用雙相電泳初步確認(rèn)了乳腺癌核基質(zhì)蛋白質(zhì)譜及標(biāo)志蛋白,；利用DNA芯片技術(shù)分析了G0和G1期人腎上皮細(xì)胞中基因表達(dá)的差異,，發(fā)現(xiàn)有50多個(gè)基因在G1期細(xì)胞中表達(dá)，而在G0期低表達(dá)或無(wú)表達(dá),。這些基因與細(xì)胞周期進(jìn)程密切相關(guān),；建立了神經(jīng)干細(xì)胞體外培養(yǎng)模型；發(fā)現(xiàn)鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶（Calcineurin,，CN）活力下降造成的蛋白質(zhì)過(guò)磷酸化,，這與老年性癡呆的發(fā)生密切相關(guān)。中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)多年來(lái)從事食管癌和肺癌等癌癥研究,，發(fā)現(xiàn)在食管癌發(fā)生的不同階段,，如輕度不典型性增生、重度不典型性增生,、原位癌,、早期癌和晚期癌等各個(gè)不同時(shí)期，呈現(xiàn)特定的基因成簇表達(dá)的特點(diǎn),，存在一個(gè)孟德?tīng)栯[性主基因,；用蛋白質(zhì)組學(xué)方法，初步發(fā)現(xiàn)食管癌與正常食管粘膜中存在差異表達(dá)蛋白,；積累了大量正常人食管粘膜,、食管炎、癌旁病變,、原位癌和中晚期癌及血清等標(biāo)本,。第四軍醫(yī)大學(xué)篩選出了5個(gè)特異性好、檢出符合率高達(dá)94％的胃癌高表達(dá)基因片段,，已獲取了一些胃癌差異表達(dá)蛋白,。蛋白質(zhì)組學(xué)研究和基因組研究一樣，依賴(lài)于強(qiáng)有力的,、高通量,、大規(guī)模的技術(shù)。在目前的蛋白質(zhì)研究中,，仍以雙相電泳和質(zhì)譜技術(shù)為支柱技術(shù),，并在分辨率和檢出率方面有很大改進(jìn)。但是與基因組學(xué)研究相比,，由于蛋白質(zhì)的復(fù)雜性和識(shí)別原則的多樣性,，缺乏一種高通量的識(shí)別工具仍然是蛋白質(zhì)組學(xué)深入研究的瓶頸。因此,，一些新的技術(shù)也由此孕育而生,。
蛋白質(zhì)芯片（proteinchip）技術(shù)是繼基因芯片（genechip）之后的新一代生物芯片技術(shù)。美國(guó)Ciphergen公司被國(guó)際頂級(jí)科學(xué)雜志SCIENCE（《科學(xué)》）評(píng)為“世界蛋白質(zhì)芯片技術(shù)排名第一”的公司,，把高度集成的芯片和質(zhì)譜集于一身,，通過(guò)生物學(xué)或化學(xué)方法處理蛋白質(zhì)芯片的表面,，利用親和力來(lái)捕獲蛋白質(zhì)或其它分子，以獲得所需蛋白質(zhì)的分子量,、等電點(diǎn),、糖基化位點(diǎn)、磷酸化位點(diǎn),；獲得疏水性蛋白,、親水性蛋白和與金屬結(jié)合的蛋白，甚至可釣取到與DNA結(jié)合蛋白,。蛋白質(zhì)芯片的最大優(yōu)點(diǎn)是快速,、簡(jiǎn)便易行、用量少和高通量分析等特點(diǎn),。它可直接檢測(cè)尿液,、血液、腦脊液,、關(guān)節(jié)腔滑液,、支氣管洗出液、細(xì)胞裂解液和各種分泌物等,，應(yīng)用方面具有明顯的優(yōu)勢(shì),。Ciphergen已與蛋白質(zhì)組學(xué)研究院建立了特殊的伙伴關(guān)系，他們不僅免費(fèi)提供兩臺(tái)蛋白質(zhì)芯片閱讀機(jī)和免費(fèi)使用一年的蛋白質(zhì)芯片以及技術(shù)協(xié)作,，同時(shí)直接作為研究院的成員單位來(lái)共同開(kāi)展科研工作,，這對(duì)于我們保持與國(guó)際同步發(fā)展將起到重要的作用。
將知識(shí)創(chuàng)新,、技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新結(jié)合起來(lái),。6月20日至25日,，來(lái)自北京大學(xué),、中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)、第四軍醫(yī)大學(xué),、上海交通大學(xué),、中國(guó)醫(yī)科大學(xué)和北京師范大學(xué)，并擴(kuò)大到其他院校的專(zhuān)家學(xué)者,，在位于北京師范大學(xué)的高等學(xué)校蛋白質(zhì)組學(xué)研究院總部進(jìn)行了研究項(xiàng)目的研討,，確定研究的項(xiàng)目名稱(chēng)為“對(duì)我國(guó)危害最大的幾種疾病中標(biāo)志蛋白和關(guān)鍵蛋白的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究”。大家一致認(rèn)為討論的目的是推動(dòng)成員單位在有關(guān)方面的科學(xué)研究,，使合作方式建立起來(lái),，并開(kāi)始啟動(dòng)。最近,，研究院還開(kāi)展了廣泛活躍的國(guó)際國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)交流活動(dòng),，如邀請(qǐng)?jiān)诰€粒體基因組與蛋白質(zhì)組研究方面深有造詣的美國(guó)科學(xué)院院士華萊士博士（Dr．Wallace）進(jìn)行了學(xué)術(shù)講演和具體到實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)和討論科研工作,。
Wallace院士同時(shí)被北京師范大學(xué)、第四軍醫(yī)大學(xué)聘請(qǐng)為客座教授,。另外,，幾位在國(guó)外科研工作中做出一定貢獻(xiàn)的學(xué)者最近也回國(guó)舉行講座、商討合作事宜,。還有3所院校即將成為新的成員單位,。7月9日至11日，位于北京的一些成員單位通過(guò)一些條件成熟和比較簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),，在北京師范大學(xué)進(jìn)行了首批蛋白質(zhì)芯片制備,，美國(guó)Ciphergen公司中國(guó)分部首席執(zhí)行官、研究院首席技術(shù)顧問(wèn)許洋博士在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了指導(dǎo),。大家團(tuán)結(jié)協(xié)作,，不辭辛勞，在短短的3天時(shí)間里完成了5個(gè)研究?jī)?nèi)容的蛋白質(zhì)芯片的制備,，目前這些樣品正在分析中,。目前，蛋白質(zhì)組學(xué)研究院已經(jīng)建立起了新型的企業(yè)運(yùn)營(yíng)體制,，我們希望在短時(shí)間內(nèi)建立細(xì)胞重大生命活動(dòng)的蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù),；建立胃癌、食管癌和肺癌差異蛋白群的抗體芯片及其數(shù)據(jù)庫(kù),，篩選出相應(yīng)腫瘤的標(biāo)志蛋白和關(guān)鍵蛋白質(zhì)群,，實(shí)現(xiàn)疾病的早期診斷、預(yù)警,；開(kāi)發(fā)有創(chuàng)新性的技術(shù)平臺(tái)———高通量,、高集成的蛋白質(zhì)識(shí)別檢測(cè)系統(tǒng)。
科學(xué)技術(shù)就是生產(chǎn)力,。所以蛋白質(zhì)研究院沒(méi)有必要,，也不應(yīng)該只是依靠國(guó)家投資。我們與國(guó)內(nèi)對(duì)于高科技發(fā)展具有前瞻性眼光的企業(yè)——內(nèi)蒙古億利資源集團(tuán)公司合作,，他們投資5000萬(wàn)用于研制和開(kāi)發(fā)有應(yīng)用價(jià)值的蛋白質(zhì)芯片和建立高通量的蛋白質(zhì)識(shí)別技術(shù),。這突出了研究院“產(chǎn)業(yè)化”的思路——將知識(shí)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新結(jié)合起來(lái),，為高?？蒲邪l(fā)展的走向提供了新的思路和經(jīng)驗(yàn)。
（高等學(xué)校蛋白質(zhì)組學(xué)研究院首席科學(xué)家,、北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院細(xì)胞所所長(zhǎng)何大澄教授供稿）
