Mol Cell ：北京大学李默团队建立“医化交叉”体内蛋白质组标记技术

蛋白质组学是生命和医学科学中的一个关键学科，它改变了我们对生物过程的理解。然而，描述孤立样本的传统方法固有地忽略了体内的环境线索和空间关系。鉴于生命系统的复杂性和动态性，最好在蛋白质的天然微环境中对其进行检测，以揭示真实的功能和行为。缺乏这种环境会削弱对机制的洞察力，并阻碍临床相关生物标志物和药物靶点的发现。弥合离体目录和完整体内环境之间的鸿沟对于蛋白质组学的下一阶段以及将其进展转化为更精确的诊断和治疗是至关重要的。

工程抗坏血酸过氧化物酶(APEX2)技术是一种很有前途的蛋白质组标记方法，可以在体外活细胞中快速实现邻近依赖的蛋白质生物素化。基于生物素-苯酚(BP)底物的过氧化物酶介导的生物素化作用发生在酶附近，能够在亚细胞或分子水平上实现精确的空间分辨率。同样令人鼓舞的是，最近的研究利用腺相关病毒(AAV)介导的APEX2表达或遗传靶向生物素连接酶(BioID2)在特定背景下进行蛋白质组学标记，如小鼠大脑中的神经元和星形胶质细胞蛋白质组学，补充了早期针对新合成蛋白质的非常规氨基酸标记方法。

然而， 由于缺乏专门的小鼠模型和对复杂和异质哺乳动物组织有效的新型反应底物，体内定制器官的全面蛋白质组标记仍然是空白。 此外，原位标记引起生物体病理变化的痕量外源蛋白提出了更大的挑战。

机理模式图（图源自Molecular Cell ）

该研究提出了一个体内蛋白质组标记(IVPL)平台，建立在一种新的底物Btn-Ph-3F和工程抗坏血酸过氧化物酶(APEX2)-EGFPf/f小鼠上。Btn-Ph-3F在拥有复杂微环境的器官中表现出高稳定性，而APEX2)-EGFPf/f小鼠很容易与商业Cre系杂交，从而能够对远处器官中定制的细胞群进行特异性蛋白质组标记。IVPL在原位强有力地描绘了肠上皮、乳腺和肿瘤浸润性Treg细胞的蛋白质组，并且，重要的是，标记了活鼠中来自患者的外来体的微量外源蛋白质组。研究人员发现乳酸脱氢酶A样6A (LDHAL6A)是一种持续存在的胞外效应物，可促进受体细胞的恶性程序。抑制LDHAL6A联合紫杉醇治疗显著抑制三阴性乳腺癌的生长和转移。

总的来说，该工作不仅建立了IVPL的先进模型，而且还描绘了受体器官中最终的外源因子，以用于靶向治疗。

北京大学第三医院王琪龙、北京市朝阳医院姜月宁、北京大学第三医院毕美玉为该论文共同第一作者。北京大学李默教授为通讯作者。

原文链接：

https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(25)00904-9