人类肝脏蛋白质组计划：揭开人类肝脏疾病的奥秘

本报记者 延宏

“国际人类肝脏蛋白质组计划”是继人类基因组计划之后的最大规模的国际性科技工程。11月21日，中国科学院院士贺福初在中国科协青年科学家论坛第80次活动上，就“国际人类肝脏蛋白质组计划”作了全面阐述，他认为，“中国人类肝脏蛋白质组计划”将多层次、全方位的组织和部署中国科学家系统研究肝脏蛋白质组，使我国能进一步在以肝炎、肝癌为代表的重大肝病的控制、诊断、防治与新药研制领域取得进展与突破，并提升我国生物医药产业的原始创新能力与国际竞争力。

　　从结构基因组学到功能基因组学

　　人类基因组计划的实施和初步完成为人类解开“基因序列———生命天书之谜”提供了绝好的契机，并且，它所带来的大量遗传信息正对生物医学的研究方式和医疗模式产生巨大的影响。生物学研究的重心逐渐从结构基因组学转移到功能基因组学。根据这种特点，贺院士认为，发展和应用针对全基因组或全系统的高通量、大规模的整体实验手段，利用结构基因组学提供的信息和材料研究基因的功能将成为这个时代生物学研究的主要特征。他解释说，功能基因组学的主要任务不仅仅是解析基因的功能，更要研究生物体生理功能相关遗传途径的调控和组织方式。由于遗传信息极大丰富，生物信息学将在功能基因组学研究中担当无可替代的重要作用；基因组的功能信息还可以通过基因表达芯片获得；蛋白质组学研究通过大规模分析蛋白质表达谱以及蛋白质间的相互作用，揭示细胞内所有蛋白质组成及其动态变化规律。此外，由于基因功能是在由细胞组成的多层次的复杂生命体中实现的，因此，功能基因组学的研究将会在极大程度上依赖于对模式生物的研究。

　　人类蛋白质组是国际生物科技战略制高点

　　随着人类基因组计划的完成，人类基因的注释与确认已成为生命科学面临的最重要任务之一。蛋白质是生命活动的功能执行体，人类基因组中绝大部分基因及其功能有待于在蛋白质水平上的揭示与阐述。据贺福初介绍，2001年，国际人类蛋白质组组织（简称HUPO）成立，同时提出了“人类蛋白质组计划”（简称HPP），蛋白质组研究已成为21世纪生命科学的焦点之一。蛋白质组学集生物技术手段、分析技术、信息技术和材料技术等之精华，采用了大规模、高通量、高速度的技术手段，通过研究全部基因所表达的所有蛋白质在不同时间与空间的表达谱和功能谱，全景式地揭示生命活动的本质，特别是人体健康与疾病的机制。蛋白质组是开发疾病防治诊治药物和技术的直接靶体库，人类蛋白质组已成为新世纪最大的战略资源之一，是国际生物科技的战略制高点，将直接关系到未来整个生物技术及相关产业的发展空间和市场份额，有限的蛋白质组资源将是各国国力世纪性角逐的主要“战场”。

　　我国第一次领导的重大国际协作计划

　　针对“人类蛋白质组计划”，贺福初介绍说，“人类蛋白质组计划”是继“人类基因组计划”之后最大规模的国际性科技工程，也是21世纪第一个重大国际合作计划，其首批行动计划包括由美国牵头的“人类血浆蛋白质组计划”和由我国牵头的“人类肝脏蛋白质组计划”（简称HLPP）。HLPP是第一个人类组织／器官蛋白质组计划，也将是我国第一次领导的重大国际协作计划。

　　控制肝病造福人类

　　人们都知道，肝脏是人体的第一大器官，是物质代谢、能量转换及供应的“枢纽”，是机体内多种重要信息调控分子的“集散地”，是机体内再生能力最强的器官，在人类生命活动中占有重要地位。同时，肝脏又是淋巴细胞以外最常见的病原体持续感染的场所，控制肝病的发生发展和提高肝病患者的生活质量事关国计民生，对现代医学提出了巨大的挑战。

　　贺福初认为，各国科学家包括我国科学家已经认识到蛋白质组学将为全面认识肝脏及其疾病提供了新的历史性机遇，通过深入的肝脏蛋白质组研究，必将发现一批肝脏疾病的新型诊断标志物、药物作用靶标和创新药物，正因为如此，它已成为全世界竞争的焦点。

　　据贺福初介绍，HLPP的战略目标是：主导人类第一个组织、器官、细胞的蛋白质组计划，为人类所有组织、器官、细胞的蛋白质组计划提供模式与示范；实现肝脏转录组、肝脏蛋白质组、血浆蛋白质组的对接与整合；确认或发现80％以上的人类蛋白质，在蛋白质水平上全面注解与验证人类基因组计划所预测的编码基因；借助肝脏蛋白质组与转录组数据，揭示人类转录、翻译水平的整体、群集调控规律；系统建立肝脏“生理组”、“病理组”；探索并建立一批新的预防、诊断和治疗方法。其科学目标是完成“二谱、二图、三库”任务：建立符合国际标准的肝脏标本库；构建蛋白质表达全谱和蛋白质修饰谱；绘制蛋白质相互作用连锁图和细胞定位图；发展规模化抗体制备技术并建立肝脏蛋白质抗体库；建立完整的肝脏蛋白质组数据库；寻找药物作用靶点和探索肝脏疾病防治诊治的新思路和新方案。