来自美国西北大学的Neil L. Kelleher团队在Science 上发表题为 The Blood Proteoform Atlas: A reference map of proteoforms in human hematopoietic cells 的文章。本文绘制了人类血细胞蛋白图谱，并进一步研究了蛋白图谱的临床应用价值。

作者首先通过流式分选获得所需的细胞，共收集了21种人造血细胞和血浆。分析发现共捕获29620种Proteoform（因为单个基因的蛋白质产物有不同化学结构，可能包含遗传变异、RNA转录变异以及蛋白质修饰等导致的不同蛋白形式，故目前学术界开始用proteoform描述蛋白形态数量的总和。本文的通讯作者、美国西北大学卓越蛋白质组学中心主任、蛋白组学领域的顶级学者Neil Kelleher不久前还曾专门在Science发表综述文章讨论Human Proteoform Project。）和1690种与特定基因匹配的蛋白。所有样品制备花费约1600小时，质谱采集约3660小时（约150天），数据库匹配搜索9天才完成。其中发现许多蛋白具有翻译后修饰过程。赖氨酸乙酰化（32.9%）和C端以及N端切割（30.6%）最为常见。编码多态性和可变剪接出现频率分别为7.6%和3.8%。但是即使蛋白质谱发展迅速，现在能鉴定出的蛋白质大多（93%）在20kDa以下。

接下来作者生成了一个含有50177个蛋白质序列的数据集，对应于19种细胞的转录组数据中的95979转录本。比对发现82.7%的序列在两个数据集中共享，而只有2.2%的蛋白质类型仅存在于蛋白质数据集中。这些蛋白被认为是来源于转录亚型或是序列变异。这些结果表明RNA剪接仅产生少数新的可检测到的小于30kDa的蛋白类型。t-SNE和聚类分析发现匹配的蛋白质和Proteoform都可以获得相同的细胞谱系和细胞类型。Proteoform表达的细胞类型的平均数为2.19，而匹配的蛋白质的细胞类型平均数为6.51。每种细胞识别的Proteoform平均数为1346，而蛋白质为76个。这表明Proteoform是细胞类型的更好标志物。

为了探究匹配的蛋白质和Proteoform的特异性，作者统计了二者在各个细胞类型中的发生频率。大多数匹配的蛋白在两种或多种细胞类型中共享，而大多数Proteoform（58%）仅在一种细胞类型中表达。这表明Proteoform的独特性更为显著。而作者分析了蛋白质组分析覆盖率发现，本研究覆盖了1-59kDa 3%的Proteoform，这表明系统鉴定Proteoform发现还需要技术改进。

接下来作者检测血细胞蛋白图谱是否可以作为临床研究和治疗相关的蛋白质信息。作者使用接受肝移植患者的外周血单核细胞蛋白图谱，并将患者分为功能较好、急性功能障碍无排斥、急性排斥三组。比较排斥组和非排斥组、功能较好组与功能不良组，检测共发现198种Proteoform，在各组之间还发现参与T细胞活化、移植的蛋白得到富集。这些小队列研究结果表明，在肝移植中，白细胞蛋白类型水平具有诊断价值，与临床相关的免疫蛋白类型存在于特定的细胞群中。

本研究通过绘制人血液、造血细胞中存在的约57000中Proteoform图谱，对人体中存在的蛋白成分有了进一步认识。并且通过分析特定临床背景下蛋白图谱，证明了其潜在的临床应用价值。这些针对细胞和分子特异性的研究有助于推进蛋白质水平诊断的发展。

原文链接：

http://doi.org/10.1126/science.aaz5284