JMT日本干细胞中心-什么是蛋白质组学？利用干细胞培养上清的医疗发展

　　

 

　　目录

　　1.干细胞的培养与培养上清

　　2.蛋白质组学技术

　　3.蛋白质组学依赖于数据的分析方法

　　4.利用蛋白质组学干细胞培养上清的医疗发展

　　1.干细胞的培养与培养上清

　　我们体内的细胞从周围的血管中吸取氧气、所需的营养素，但在细胞人工培养的情况下没有血管。

　　因此，细胞将在培养液中培养。

　　培养液中含有细胞生长、维持所需的营养素等。

　　这些细胞被广泛使用，癌细胞通过这种方法进行研究，获得了对抗癌药物的开发等有用的数据。

　　在没有细胞人工培养技术的情况下，我们所使用的医疗技术、食品生产技术等将会更加不同，也不会有现在这样的便利。

　　在开发细胞培养技术时，在培养液中加入什么样的物质使细胞进入细胞后，细胞会顺利成长并增殖的研究很盛行。

　　另外，不仅是进入细胞的物质，也进行了细胞生成的物质，也就是细胞分泌的物质的研究。

　　细胞之间通过分泌的物质保持联系，协调生长、分化和分裂，或调节时机并保持器官和组织。

　　即使是干细胞的培养技术开发，为了使干细胞顺利成长或维持，培养液也需要什么样的物质，怎样才能使干细胞分化为目标细胞，这与研究同时进行，干细胞会从干细胞分泌什么样的物质，干细胞会使用什么样的物质关于细胞间是否相互联系的研究盛行。

　　结果表明，在干细胞分泌的物质中，存在着各种有用的物质。

　　因为以生长因子为代表的物质在医疗技术中至关重要，所以干细胞培养上清液最近备受关注。

　　但是，如何调查干细胞分泌的物质是有用的还是没用的呢?

　　也有利用从干细胞培养中提取的物质，一个一个进行细胞实验的方法，干细胞分泌的物质多达数百种。

　　为了调查这么多种类的物质，在实际实验之前，在某种程度上根据分子和分子的作用来预测其功能的话，研究就会有效率地进展。

　　另外，从这样的分析中也可以得到意想不到的结果。

　　目前，以此为目的的实验技术有哪些呢?

　　2.蛋白质组学技术

　　从干细胞到培养液中分泌的物质中含有多种蛋白质。

　　以这些蛋白质的结构和功能为中心并行分析多种蛋白质的方法是蛋白质组学或称为蛋白质组分析的技术。

　　使用这种技术进行分析的研究的目的有很多，但通常是揭示蛋白质和蛋白质之间的相互作用。

　　例如，如果您想知道干细胞培养液中存在的蛋白质的功能，使用这种技术可以揭示与其他蛋白质、其他细胞内存在的蛋白质的相互作用。

　　当蛋白质的相互作用变得明显时，很容易猜测它的作用会对细胞产生怎样的影响。

　　如果根据推测设计下一个实验，将揭示干细胞分泌的蛋白质会通过与其他蛋白质相互作用对细胞产生什么样的影响。

　　蛋白质组学由多个实验方法和实验技术构成。

　　以干细胞培养上清中的蛋白质为例进行说明。

　　首先，将分泌了多种蛋白质的培养上清分离成各自的蛋白质。

　　蛋白质使用二维电泳的方法，因为不同类型的电荷和大小不同。

　　请回忆一下初中时学到的函数图表。

　　有Y轴和X轴，在二维电泳中，X轴上的电荷不同，Y轴上的大小不同，就能分离出蛋白质。

　　如果事先将蛋白质处理成发光或显色的话，就可以从那里切出蛋白质的某个部分。

　　虽然要对切出的蛋白质进行分析，但大多数情况下是先用质谱分析法、MALDI法等来分析蛋白质的构成成分。

　　这将揭示蛋白质的化学结构。

　　如果只是质量、化学结构的分析，即使在多种蛋白质混合的状态下，也可以使用直接链接到质谱仪的高效液相色谱法(HPLC)进行分析。

　　如果通过这种方法分析培养上清中的蛋白质，就可以专门指定所含蛋白质的种类。

　　此外，通过与数据进行比较，可以清楚地知道它是否是未知的蛋白质。

　　3.蛋白质组学依赖于数据的分析方法

　　为了进行蛋白质组学，需要使用蛋白质，所以会给人留下需要大量培养上清的印象，但实际上并不需要那么多的培养上清。

　　因为一旦取得培养上清液中所含蛋白质的数据，许多蛋白质就可以根据这些数据进行大量纯化。

　　在已查明的数据中，也有用于制作该蛋白质的基因序列的信息。

　　如果有基因序列的信息，可以把它的序列纳入大肠杆菌等以制造蛋白质。

　　也就是说，可以把大肠杆菌用作制造蛋白质的工厂。

　　只要在第一步中获得数据，就可以根据数据大量生产蛋白质，并使用该蛋白质分析其对细胞的影响。

　　而且，最近即使不大量生产蛋白质，也可以对功能等进行详细的研究。

　　通过从获得的数据中阐明蛋白质的结构，现在可以预测到与哪种蛋白质相互作用等相当详细的部分。

　　使用这些数据进行分析的方法是以虚拟配体筛选等为代表的方法，通过使用超级计算机等来预测蛋白质的性质、特征和该蛋白质引起的细胞现象。

　　在蛋白质组学中引入依赖数据的分析方法的原因列举如下

　　· 把研究所花的时间降到最低。

　　· 考虑到在医疗中的应用，在一定程度上进行详细预测后进行实际实验、试验的方法可以降低成本。

　　此外，为了能够让多名研究人员共同顺利进行分析，能够进行分散处理的分布式计算技术也为蛋白质组学做出了巨大贡献。

　　4.利用蛋白质组学干细胞培养上清的医疗发展

　　关于这种蛋白质组学技术将对使用培养上清的医疗做出怎样的贡献，从该技术的有用性来看，将产生不可估量的效果。

　　其中，接受医疗的一方能够强烈感受到的是“减轻医疗成本”。

　　如果可以在蛋白质组学中从培养上清找到有用的蛋白质，那么就可以根据数据人工生产蛋白质了。

　　也就是说，只要从培养上清中的蛋白质中获得数据，就可以人工生产该蛋白质，所以不需要重新进行培养以准备培养上清。

　　干细胞由于培养条件等而分泌的物质不同，量也会发生变化，也不能分析所有培养上清中的物质，但如果总有一天通过蛋白质组学揭示的话，使用培养上清的医疗成本就会大大降低，给我们带来好处吧。