蛋白质组学在医学中的应用
生物大分子蛋白质是机体生理、病理活动功能的直接执行者，对于它的性质和数量变化的精确把握是揭示机体生理变化和疾病的病因、发病机制的重要切入点，各种疾病的发生、发展及预后较正常生理过程都会有蛋白质数和量上变化。蛋白质组学的技术特点无疑在对疾病的生物标志物的检测中具有不可替代的优势，它可以跟踪机体最细微的生理病理变化，通过对疾病特异性蛋白质的寻找，使疾病的早期诊断成为可能，在患者出现临床症状之前就采取相应的干预治疗手段。蛋白质组学技术为在无论是正常生理研究还是疾病的诊断，尤其是早期诊断方面提供了一个广阔适合的技术平台，在指导治疗和判断预后等方面具有巨大的发挥空间。
近几年来蛋白质组研究技术已被应用到各种生命科学领域，如细胞生物学、神经生物学、临床蛋白组学、药理蛋白组学、毒理蛋白组学等等。在研究对象上，覆盖了原核微生物、真核微生物、植物和动物等范围，涉及到各种重要的生物学现象，如信号转导、细胞分化、蛋白质折叠等。在临床蛋白组学中已有心血管病、脑血管病、肿瘤的发生与发展、毒理学、细胞分化与胚胎发育基因调控机制重大疾病的发生与治疗、个体化诊断、肝脏疾病、早老性痴呆药学研究和环境与健康的关系等方面的研究 。但蛋白质组学在临床应用的研究尚处于起步阶段，本文进行简单论述。
一、蛋白质组学与神经生理学(信号网络)
大脑结构和功能高度复杂，传统的研究方法已难以适应亟待发展的科研及临床上的需求。蛋白质组学的出现给神经科学研究带来新的动力。在神经系统中功能特异而复杂的结构和功能为蛋白质组学分析提供了良好的切入点。如HUPO计划中德国承担了脑蛋白质组计划。
蛋白质组学可用来研究与受体相关的信号复合物。在大脑中以受体为核心的多个蛋白质组成的信号复合物在信息处理过程中起着重要作用。而这些复合物的功能多样性与动态变化均可通过蛋白质组学方法来研究。生物蛋白质功能的进化不单纯取决与于基因数目的增加，主要是取决于蛋白质之间调节网络的复杂多样性。对于单核生物信号传导通路上蛋白质的研究揭示了信号分子可能与中间的一小部分连接蛋白相互作用，而后又可以和不同信号通路上的蛋白相连接。真核细胞的信号传导系统远较原核细胞复杂，典型的细胞信号传导系统包括细胞膜上(或细胞内)的蛋白受体，通过在膜外或细胞内与信号分子的结合而发挥信号传导子的作用。由于受体和信号传导系统极其复杂，一个受体可以同时激活几条细胞内信号传导通路，而且不同信号传导通路间还存在相互作用，形成了复杂的信号网络；此外，许多信号传导系统中复杂的反应涉及的大量细胞内蛋白分子，一部分是新合成的，而大部分蛋白则是经过了再修饰、加工。这方面研究属结构蛋白质组学研究。结构蛋白质组学是研究一个细胞类型或者组织内所表达的全部蛋白质，以及在不同的环境下，这些蛋白质表达的改变，即蛋白质组表达模式。其研究目的就是建立总蛋白质图谱，用于比较正常的细胞和肿瘤细胞以及细胞在特异性药物(手术)治疗前后蛋白质表达的变化。已有相关研究报道，对神经元与神经胶质细胞特定部位接头的信号传导以及突触信号传导引起的神经元内部信号变化等方面做了大量工作，获得了预期的结果。目前此方面的研究尚处于动物实验阶段。
机体其它系统各项生理功能的执行，实质上也是各细胞间信号传递的统和。同理，蛋白质组学的相关技术和理念在此方面的应用也必将促进各系统生理科学的深入发展，促进人们对生命本质的认识。
二、肿瘤蛋白质组学
对于肿瘤的早期诊断及预后判断，是目前蛋白质组学研究中涉及最多的领域。肿瘤是一个多因素的疾病，应用蛋白质组学的方法，可以对细胞生长、分化过程中的蛋白质与细胞信号传导通路上的蛋白质之间的相互作用进行更为深入的研究，因而有希望发现控制肿瘤生物学行为的诸多蛋白质和信号分子。功能蛋白质组学是研究蛋白质之间的相互作用，从而建立一张复杂的由信号分子组成的细胞信号传导通路网络图谱，即蛋白质功能模式。内外环境的变化导致机体不断的调整自身状态以达到稳态的最佳平衡，失衡则导致疾病发生。疾病影响了信号传导通路上蛋白质的表达；反之， 在细胞信号传导通路上，信号分子的改变对疾病发生有重要意义。
与正常起源的细胞相比，肿瘤细胞蛋白质既有所同也有所异。它可能含有一些正常细胞所没有的某些特异蛋白质或缺少正常细胞所具有的某些特异蛋白质，也有许多与正常细胞相同的蛋白质，但这些蛋白质可能在表达水平或翻译后的修饰加工上与正常细胞存在差别。因此，应用蛋白质组学研究技术比较患同一肿瘤疾病的不同个体的肿瘤组织／细胞之间或同一个体肿瘤细胞与正常起源细胞之间蛋白质在表达数量、表达位置和修饰状态上的差异，有可能发现肿瘤相关的特异性蛋白质，这些蛋白质既可作为肿瘤诊断的分子标记，又可作为治疗和药物开发的靶点。
肿瘤蛋白质组学研究的主要内容有：建立各种肿瘤的蛋白质组数据库、寻找肿瘤相关蛋白质、分析肿瘤相关蛋白质的结构和功能，为揭示肿瘤发生的分子机制，以及为诊断、防治和新药开发提供科学依据和靶标。
目前肿瘤蛋白质组学研究涉及了机体的各个系统：神经系统(胶质瘤、神经信号传导系统中的肿瘤发生)、泌尿生殖系统(膀胱癌、前列腺癌、乳腺癌)、呼吸系统(小细胞肺癌)、消化系统(肝细胞癌)等等。
三、蛋白质组学与心血管系统
心脑血管疾病的研究如何得益于蛋白质组学分析？从总体上或个体上来说，心脑血管系统功能变化来自于心肌和血管系统(包括平滑肌和内皮细胞)的蛋白质的变化。这些变化也许可以通过联合使用一系列蛋白质组方法来证实。
(一)应用蛋白质组学技术可研究心脑血管疾病病理生理表现型发展的潜在细胞机制：
今天心血管病研究的最高目标是了解心血管疾病病理生理表现型发展的潜在细胞机制。
目前认为，阐明错综复杂的分子事件发生的本质对于广泛地了解疾病的病理是至关重要的。因此，对细胞蛋白质及它们所具有的功能的描述，将会极大的有利于治疗药物的设计与使用。在这方面，迅速发展的蛋白质组和基因组技术可提供大量有用的新信息，这可以建立心血管疾病、脑血管疾病的蛋白质库。我们的下一个挑战是了解由这些细胞蛋白质的功能产生表现型的机制及其之间的网状关系。功能蛋白质组学的出现使蛋白质组技术成为研究蛋白质的相互关系、整体性和蛋白质功能的一个有力的工具。这种把蛋白质组信息与生化和生理分析结合起来的策略提高了我们对正常或疾病器官中蛋白质功能性作用的认识。功能蛋白质组学可以识别出特异的蛋白质组变化，描绘出这些变化所致的生化结果，并可以辨别由这些亚蛋白质组变化如何产生了生理、病理表现型。
现在有许多涉及应用心肌蛋白质谱来阐述各种病理状态有关的细胞及分子机理的研究报道。如使用MS鉴定翻译后修饰(PTM)是非常有效的，因为MS既可以提供有关修饰方式的信息，也可以提供氨基酸残基修饰的信息。而生化方法鉴别PTM时只能一对一，而用MS则可以同时进行多达22个已知PTMs的鉴定，甚至可以预测以同源氨基酸序列为基础发生的修饰。
(二)应用蛋白质组学技术可研究心脑血管疾病的分子机理：
