通过细胞内蛋白质组学分析来研究神经母细胞瘤细胞的分化过程以及泛素-蛋白酶体系统的作用

《Journal of Proteome Research》：Benchmarking In-Cell Proteomics for Profiling Neuroblastoma Cell Differentiation and the Ubiquitin-Proteasome System

　　SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞通过原位蛋白组学方法系统评估了不同分化阶段（未分化、部分分化、完全分化）的蛋白质表达特征，鉴定了超过9000种蛋白质，发现神经元发育标志蛋白及谷氨酸能突触相关蛋白上调，同时泛素-蛋白酶体系统组分（E3连接酶、去泛素化酶、蛋白酶体亚基）呈现阶段特异性表达，揭示蛋白稳态在神经母细胞分化中的关键作用。

　　

人类神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞系是一种广泛用于研究神经退行性疾病的模型，因为它能够分化为具有神经元表型的细胞。然而，从深度蛋白质组学的角度来看，对于支撑SH-SY5Y细胞分化和成熟的细胞和分子机制的全面理解仍然不足。我们系统地将“细胞内蛋白质组学”策略与基于十二烷基硫酸钠（SDS）裂解物的处理方法进行了对比，发现前者在简便性、灵敏度和定量准确性方面表现更优，并且所需样本量极少。我们利用细胞内蛋白质组学策略分别对未分化状态、部分分化状态和完全分化状态的SH-SY5Y细胞进行了分析。在总共鉴定出的9000多种蛋白质中，我们检测到了与神经元发育和完整性相关的标志蛋白，并观察到与谷氨酸能突触相关的蛋白质以及先前在成熟神经元和分化神经母细胞瘤细胞中发现的蛋白质的表达增加。最后，我们研究了参与泛素-蛋白酶体系统的蛋白质，发现E3泛素连接酶、去泛素化酶（DUBs）和蛋白酶体亚基具有阶段特异性表达，这揭示了蛋白质稳态在神经母细胞瘤细胞分化中的重要作用。总之，我们的研究首次提供了使用细胞内蛋白质组学策略得到的神经母细胞瘤细胞基准数据集，证明了该方法在记录神经元功能和疾病机制方面的巨大潜力。