研究背景介紹

蛋白質(zhì)分泌是細(xì)胞間信息傳遞的核心機(jī)制之一，尤其在免疫應(yīng)答和腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮關(guān)鍵作用。蛋白質(zhì)的翻譯后修飾（PTM）廣泛參與調(diào)控其功能與定位。巨噬細(xì)胞在免疫激活狀態(tài)下分泌大量信號(hào)蛋白，同時(shí)產(chǎn)生高濃度代謝物衣康酸，后者可共價(jià)修飾蛋白質(zhì)半胱氨酸殘基，影響KEAP1-NRF2通路、糖酵解等多個(gè)重要生理過程。在前期的工作中，王初課題組開發(fā)了衣康酸生物正交探針I(yè)Talk，實(shí)現(xiàn)了炎癥巨噬細(xì)胞中的衣康酸修飾蛋白的直接、原位標(biāo)記，并系統(tǒng)繪制了其修飾譜圖（J. Am. Chem. Soc. 2020,142(25),10894-10898）。

然而，現(xiàn)有的探針標(biāo)記等傳統(tǒng)蛋白質(zhì)組學(xué)方法雖能解析細(xì)胞內(nèi)修飾狀態(tài)，卻無法追蹤PTM蛋白是否被分泌、何時(shí)被分泌、以及通過何種途徑分泌。而目前的鄰近標(biāo)記技術(shù)僅能追蹤蛋白質(zhì)分泌，卻無法區(qū)分不同修飾形式的蛋白質(zhì)，限制了人們對(duì)PTM在細(xì)胞通訊中功能的理解。因此，亟需發(fā)展能夠?qū)崿F(xiàn)PTM特異性分泌蛋白時(shí)空解析的新方法。

2025年12月4日，清華大學(xué)藥學(xué)院秦為課題組與中國(guó)藥科大學(xué)莊申甜團(tuán)隊(duì)合作，在《Nature Communications》上發(fā)表題為“Spatiotemporal profiling of modification-specific proteome secretion uncovers an itaconation-activated tyrosine kinase”的研究論文。該研究發(fā)展了一種名為“PTM-based secretome profiling（PBSP）”的新型化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)攜帶特定翻譯后修飾的分泌蛋白的時(shí)空動(dòng)態(tài)追蹤，并揭示了衣康酸修飾通過激活酪氨酸激酶FYN調(diào)控細(xì)胞間通訊的新機(jī)制。該工作隨后被《Nature Chemical Biology》雜志主編Russell Johnson選為當(dāng)月“Research Highlight”文章。

研究?jī)?nèi)容

PBSP 的核心設(shè)計(jì)基于“脈沖-追蹤”策略：研究人員首先利用帶有生物正交基團(tuán)的探針（如衣康酸探針I(yè)Talk）對(duì)活細(xì)胞內(nèi)的蛋白進(jìn)行脈沖標(biāo)記，隨后洗去探針并進(jìn)行一段時(shí)間的追蹤培養(yǎng)，最后從培養(yǎng)基中富集被標(biāo)記的分泌蛋白質(zhì)并進(jìn)行鑒定。該方法結(jié)合了基于C18 tip的低損耗富集純化技術(shù)（FISAP）與數(shù)據(jù)非依賴采集（DIA）質(zhì)譜策略，顯著提高了檢測(cè)靈敏度與覆蓋度（圖1）。該技術(shù)不僅具備高時(shí)空分辨率，還可適配多種PTM類型，包括糖基化、羰基化、琥珀酸化等。

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