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作者：Daisy
导读：近日，发表在《AmericanJournalofRespiratoryandCriticalCareMedicine》上的研究表明，研究人员已经编制了最全面的人类肺部蛋白质组成路线图，描述了数千个分子在肺组织形成过程中是如何以协调的方式被调节的。有助于了解早期发育阶段的蛋白质，并观察了它们在器官发育过程中的变化。肺部蛋白质的分子路线图还可以帮助诊断各种肺部疾病，甚至有可能在新冠肺炎治疗中发挥作用，更有可能通过肺蛋白数据可以提供一些制造人工肺的“部件”。科学家鉴定并测量近种蛋白质存在，其中一些可以作为健康或疾病的生物标志物进行研究，另一些可以作为潜在的治疗靶点。
研究人员已经编制了最全面的人类肺部蛋白质组成路线图，为这一使陆地生命成为可能的重要器官的健康发育提供了一幅更清晰的图像。
这项由美国太平洋西北国家实验室（PNNL）的科学家领导的研究，描述了数千个分子在肺组织形成过程中是如何以协调的方式被调节的。这一发现有望为进一步研究人类肺的形成和功能提供一个途径。
这项研究发表在11月15日出版的《AmericanJournalofRespiratoryandCriticalCareMedicine》上。研究人员发表了一篇题为“ProteomicAnalysisofHumanLungDevelopment”的文章：
据美国肺脏协会称，这些发现为影响多万美国人的一系列疾病的进展奠定了基础。该研究的作者说，肺部蛋白质的分子路线图将有助于医生了解肺部的发育。这将有助于指导帮助早产儿的策略，并引导探索成人组织再生的新方法。常见肺部疾病包括哮喘、肺炎、肺气肿、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、肺纤维化和COVID-19。
PNNL研究科学家GeremyClair是该研究的主要作者，他说：“我们研究了早期发育阶段的蛋白质，并观察了它们在器官发育过程中的变化。这个想法是为了了解我们在以前的生物医学研究中没有看到的关于发展的东西。那些研究大多来源于描绘了部分画面的动物，但我们产生的数据提供了关于以前未知细节的见解。”
蛋白质的力量
肺是一个复杂的器官，大约有40种细胞类型，蛋白质是推动其大部分细胞过程的引擎。研究人员分析了从出生到8岁的近50名捐赠者肺组织中的蛋白质组成和分子成熟情况。科学家鉴定并测量了种蛋白质。
研究团队发现，婴儿出生后，肺部的免疫系统会持续发育数年。虽然科学家们知道免疫系统在我们的一生中不断发展，但儿童时期肺部变化的程度令研究人员感到惊讶。这是一个受欢迎的现象，因为在我们的一生中，肺部是病原体进入人体的主要通道之一。
纽约罗切斯特大学医学中心儿科与环境医学研究合著者兼教授GloriaPryhuber博士说：“关键信息是，这是一个史无前例的分析：当孩子从出生到童年中期时，肺的蛋白质构建块是如何变化的。这项研究为未来的研究者提供了一张参考地图，以研究变化蛋白质的某些亚群，无论是酶还是结构蛋白质。”
肺部发育：正常与异常
这项研究为肺部发育提供了更清晰的信息。例如，虽然人们知道出生后肺的发育仍在继续，但该研究更准确地显示了何时可以期待进一步的发育阶段。
Clair说：“婴儿出生时，肺尚未完全发育。在气道的末端有一个小囊，肺的主要通道必须分成葡萄状的小囊，称为肺泡。我们的研究有助于我们更好地了解这一过程是如何进行的。有时这种发展并没有如预期的那样发生。我们的发现也将有助于为这种不幸的情况提供答案。”
Clair说，医学专业人员将能够使用蛋白质图谱来帮助诊断各种肺部疾病，以及评估成人的肺功能紊乱和疾病。该研究的数据可在Lungmap.net上公开获取。
“这项研究将成为了解发育生物学的一个资源，”Clair说，“它与肺移植、儿童囊性纤维化、肺纤维化以及特发性纤维化有关。”
Pryhuber同意该研究将对患者护理产生实际益处。
“但这不会在一夜之间发生，”Pryhuber说，“还有很多工作要做。现在我们已经知道这些近种蛋白质存在并随着年龄的增长而变化，其中一些可以作为健康或疾病的生物标志物进行研究，另一些可以作为潜在的治疗靶点。”
未来的肺
Clair还表示，这项研究可能在新冠病毒治疗中发挥作用。他说：“这可能不会马上发生。但是，许多在新冠病毒感染后存活的患者都经历了呼吸困难。我们不知道未来几年对这些患者的长期影响。但这项研究和其他研究将提供可能有助于制定治疗策略的信息。”
Clair说，最终，肺蛋白数据可以提供一些制造人工肺的“部件”。
他说：“目前，需要移植的人缺少供肺。我们需要找到再生肺部的方法，或者从现有肺部细胞中潜在地制造出新的肺部。今天的技术比20年前要好得多。20年后我们可能会有更好的技术。这项研究是可能实现这一目标的数据的一部分。”
这项研究是通过LungMAP项目进行的，该项目包括来自世界各地的研究人员，他们共同致力于开发人类肺部发育的分子图谱。除了PNNL和罗切斯特大学的研究人员之外，来自医院、华盛顿大学和德克萨斯大学的科学家也为该项目做出了贡献。蛋白质分析在环境分子科学实验室（EMSL）完成。
除了Clair，PNNL的作者还包括LisaM.Bramer、SongFeng、VincentG.Danna、HarshBhotika和JoshuaN.Adkins，以及现在NIH的前PNNL科学家CharlesAnsong。
参考资料：