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組學(xué)金標(biāo)準(zhǔn)Orbitrap技術(shù)平臺(tái)助力揭示不老分子的抗衰奧秘

閱讀:246      發(fā)布時(shí)間:2022-12-16
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近年來, NAD+的前體NMN作為抗衰老保健品成為京東Z ui暢銷的商品之一,這是因?yàn)镹AD+可能和每個(gè)人的健康壽命都有關(guān)系。這激勵(lì)著更多科學(xué)家們開展研究,探索NAD+多靶標(biāo)抗衰老的功效和機(jī)理?;贠rbitrap質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法在NAD+的研究中發(fā)揮重要的作用。賽默飛深度合作伙伴清華大學(xué)蛋白質(zhì)化學(xué)與組學(xué)平臺(tái)主管鄧海騰教授,研究NAD+ 20余年,并正在用蛋白質(zhì)組學(xué)和質(zhì)譜技術(shù),揭示生命更多的奧秘。

賽默飛色譜與質(zhì)譜

賦能創(chuàng)新

組學(xué)金標(biāo)準(zhǔn)

完整workflow

清華大學(xué)蛋白質(zhì)化學(xué)與組學(xué)平臺(tái)隸屬于清華大學(xué)蛋白質(zhì)研究技術(shù)中心,致力于發(fā)展和應(yīng)用蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)以及化學(xué)生物學(xué)的技術(shù)方法,向全校各實(shí)驗(yàn)室和研究中心提供質(zhì)譜、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)的分析服務(wù),包括常規(guī)的蛋白質(zhì)鑒定、蛋白N/C端分析、蛋白質(zhì)質(zhì)量精準(zhǔn)測定、蛋白-配體相互作用分析、定量蛋白質(zhì)組學(xué)分析、抗體全序列測定、組蛋白翻譯后修飾譜分析,以及高階發(fā)展功能蛋白質(zhì)組學(xué)等。

鄧海騰教授任洛克菲勒大學(xué)研究副教授和蛋白質(zhì)組學(xué)分析中心主任時(shí),與賽默飛建立了緊密合作關(guān)系,2011年回國主持平臺(tái)日常工作,使用的質(zhì)譜技術(shù),主要為Orbitrap技術(shù)平臺(tái)。從早期LCQ和LTQ開始,到現(xiàn)在的二合一質(zhì)譜,以及“性能比肩 通用萬間"的三合一質(zhì)譜,用其不斷地挑戰(zhàn)蛋白組學(xué)領(lǐng)域難題。

△Thermo Scientific™ Orbitrap Ascend

三合一質(zhì)譜系統(tǒng)

在基礎(chǔ)科研方面,鄧教授關(guān)注于氧化還原生物學(xué),研究其在生物過程中的功能和作用機(jī)制;在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的應(yīng)用層面,致力于發(fā)展衰老及其相關(guān)疾病的生物標(biāo)志物,開發(fā)提高健康壽命的小分子植物提取物、納米抗體和疫苗類新型分子。通過多年的探索,鄧教授課題組已發(fā)展出一套從基礎(chǔ)到轉(zhuǎn)化的工作流程,從功能蛋白質(zhì)組學(xué)出發(fā)發(fā)現(xiàn)靶標(biāo),篩選針對靶標(biāo)的抗體和抑制劑,進(jìn)而對抗體進(jìn)行表達(dá)、純化和功能化修飾,并研究這些分子在細(xì)胞和動(dòng)物疾病模型中的功能和作用機(jī)制,取得了zhuo越的科研成果。

智領(lǐng)前沿

20年NAD+研究

探索抗衰機(jī)理


NAD+(Nicotinamide adenine dinucleotide),全稱煙酰胺腺嘌呤二核苷酸,是維持人體生理功能的關(guān)鍵分子,從亞瑟·哈登1904年發(fā)現(xiàn)輔酶NAD+并獲得Nobel獎(jiǎng)以來,NAD+一直是生物醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)。它作為輔酶參與各類氧化還原反應(yīng),同時(shí)也參與了細(xì)胞能量代謝、信號傳導(dǎo)和基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控等過程。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和臨床研究表明,隨著年齡的增長NAD+的水平大幅下降,而提高機(jī)體NAD+水平,能夠改善甚至逆轉(zhuǎn)多種衰老相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展,提高健康壽命。近年來被追捧的煙酰胺單核苷酸(NMN)是NAD+的一種前體和高效補(bǔ)充劑。

圖片2.png

△NAD+的分子式


NAD+研究的難點(diǎn)是其既可以作為輔酶,同時(shí)也是DNA修復(fù)酶PARP、去乙?;窼irtuins的底物。藥物分子大都作用于一個(gè)靶標(biāo),而NMN補(bǔ)充則會(huì)影響細(xì)胞中多個(gè)生物過程。鄧教授基于組學(xué)金標(biāo)準(zhǔn)Orbitrap技術(shù)平臺(tái),通過定量蛋白質(zhì)組學(xué),發(fā)現(xiàn)小鼠腎臟內(nèi)過氧化物酶體的數(shù)量隨著衰老而顯著減少;小鼠服用NMN 1-2個(gè)月后,腎臟組織中的過氧化物酶體的數(shù)量大幅提高,增強(qiáng)腎臟的代謝水平,改善腎臟對損傷的反應(yīng)。通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),在衰老的小鼠肝臟中,大部分高表達(dá)的酶都是抗氧化酶和解毒酶,調(diào)控這些酶表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子Nrf-2也高度分布在細(xì)胞核中,而衰老小鼠服用NMN以后,細(xì)胞核中的Nrf-2降低,提高了細(xì)胞的抗應(yīng)激能力,保護(hù)了肝臟的生理功能,這可能是NMN最重要的生理功能。

近20年我們一直開展NAD+的研究,比較大的貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)了一些作用機(jī)理。早期shou次鑒定CD38和Sir2的反應(yīng)中間體,目前關(guān)注于NAD+的各種前體,包括NMN的研究,揭示了NMN通過抑制炎癥因子分泌,提高機(jī)體抵抗炎癥的能力。

鄧教授課題組相繼在《細(xì)胞化學(xué)生物學(xué)》、《衰老》、《自由基生物學(xué)與醫(yī)學(xué)》、《蛋白質(zhì)組學(xué)研究》、《分子生物學(xué)前沿》和《細(xì)胞凋亡和疾病》等雜志上發(fā)表了一系列關(guān)于NAD+的研究論文,揭示了NMN及其衍生物的重要生物學(xué)功能和作用機(jī)制,并shou次合成了還原型的NMN(NMNH),它在細(xì)胞水平和動(dòng)物水平都具有更強(qiáng)地提高NAD+含量的功能,是一種高效的NAD+促進(jìn)劑。通過多組學(xué)的大數(shù)據(jù)分析闡明了NMN新的生物學(xué)功能及作用機(jī)制,為衰老科學(xué)的發(fā)展提供了線索與研究思路。

攜手同行

當(dāng)組學(xué)研究者遇見

金標(biāo)準(zhǔn)Orbitrap技術(shù)

若沒有質(zhì)譜,當(dāng)今大部分生物醫(yī)學(xué)的研究,尤其是蛋白質(zhì)相關(guān)的研究會(huì)受到很多限制。賽默飛質(zhì)譜一直是我們實(shí)驗(yàn)室的主力儀器,我們近10年發(fā)表或參與發(fā)表的論文約230篇,每一篇都離不開賽默飛的質(zhì)譜。沒有賽默飛的質(zhì)譜,我們課題組的項(xiàng)目沒有一個(gè)能夠順利進(jìn)行下去。

△鄧教授課題組的賽默飛質(zhì)譜們

組學(xué)平臺(tái)對儀器的要求是穩(wěn)定、易用,能為研究機(jī)構(gòu)中許多不同的科研項(xiàng)目提供支持。從早期使用Orbitrap技術(shù)開始,對賽默飛質(zhì)譜的印象就是:非常穩(wěn)定、非常容易使用、數(shù)據(jù)非常準(zhǔn)確,并能夠提供大量的信息。多年來,賽默飛質(zhì)譜不斷創(chuàng)新,解決了眾多生物研究過程中的問題。選擇Orbitrap,是因?yàn)楸姸嗟难芯宽?xiàng)目需要它。我經(jīng)常帶學(xué)生回顧Orbitrap發(fā)展的歷史,這是儀器發(fā)展史shang閃光的一頁:從理論的一篇文章發(fā)展成商用質(zhì)譜儀,2-3年發(fā)展出原型機(jī),隨后迅速迭代出多種不同的、具有革命性創(chuàng)新的質(zhì)譜儀。高達(dá)100萬的分辨率,為研究者提供了非常精確的蛋白質(zhì)測量工具。近期推出的Orbitrap Ascend Tribrid,能夠令研究者更深入地認(rèn)識蛋白質(zhì)變體、認(rèn)識翻譯后修飾,對蛋白質(zhì)完整結(jié)構(gòu)的認(rèn)識達(dá)到更深入的層面。賽默飛的維修工程師很敬業(yè),具有獻(xiàn)身精神,深夜維修儀器的身影令我難忘。

共創(chuàng)未來

攜手探索無限可能

作為平臺(tái),鄧教授非常關(guān)注蛋白研究領(lǐng)域的變化和發(fā)展,比如當(dāng)前熱門的mRNA疫苗,考慮將來能否直接用mRNA轉(zhuǎn)化為蛋白來改善人的健康狀況。鄧教授正在研究抗衰老疫苗,期望在3~5年后能推出一款商業(yè)化的產(chǎn)品,使得我們能夠健康工作更長的時(shí)間。未來,希望與賽默飛一同合作,發(fā)展更多的技術(shù)和方法。賽默飛在質(zhì)譜領(lǐng)域始終秉承不斷創(chuàng)新的宗旨,持續(xù)與鄧教授及國內(nèi)外組學(xué)專家學(xué)者深入合作,攜手共進(jìn),為組學(xué)的發(fā)展貢獻(xiàn)更大的力量!

圖片4.png

人物簡介 |PROFILE

圖片5.png

鄧海騰


平臺(tái)主管 教授 博士生導(dǎo)師

1996年在賓州州立大學(xué)獲得博士學(xué)位,之后在加拿大阿拉伯塔大學(xué)和美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室從事博士后研究,先后在愛因斯坦醫(yī)學(xué)院和內(nèi)布拉斯加大學(xué)擔(dān)任助理教授,回國前任洛克菲勒大學(xué)研究副教授和蛋白質(zhì)組學(xué)分析中心的主任?,F(xiàn)擔(dān)任清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授和蛋白質(zhì)化學(xué)及組學(xué)平臺(tái)主管。主要研究領(lǐng)域?yàn)榘l(fā)展和應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)和化學(xué)生物學(xué)的技術(shù)和方法;研究氧化還原生物學(xué)在衰老和疾病中的功能和作用機(jī)制。

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