proteomics laboratory

今回紹介するのは、豚繁殖・呼吸障害症候群ウイルス（PRRSV）に対する抗ウイルスペプチド（AVP）をデータ駆動で探索した研究です。健常およびPRRSV感染の肺・小腸・大腸組織からプロテオミクスでタンパク質とペプチドを定量し、差次的発現のスクリーン後にGO、KEGG、COG、PPI解析で機能的評価を実施。得られたペプチドに対し、アミノ酸組成、二次構造、親水性といった物性に基づく特徴量を用いて、ランダムフォレスト（RF）、サポートベクターマシン（SVM）、さらに本領域で初適用となるグラフニューラルネットワーク（GNN）でAVP予測モデルを構築し、5分割交差検証で性能を検証しました。

結果として、特徴重要度ではリシン、アルギニン、ロイシンが高く（いずれも約0.1）、相関ではリシンとグルタミン酸が最も強い正の関係（0.57）を示しました。性能評価ではRFがAUC 0.95で最良、GNNとSVMはいずれもAUC 0.94と同等水準で、モデル間で高い予測力が再現されました。本研究は、PRRSVに対するAVP候補を網羅的なプロテオミクスと機械学習で絞り込む実用的フレームワークを提示し、物性と残基組成に基づく予測の有効性を示すことで、今後の候補選定と実験検証の効率化に資する基盤を提供します。

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今回紹介するのは、同位体等価ラベル（イソバリックラベリング）を用いたプレートベース高スループット（HT）プロテオミクスの開発と評価に向けた実践的指針です。著者らは、ナノリットルディスペンサーやリキッドハンドラーなどの自動化機器とLC–MSを一体化したHTプラットフォーム向けに、評価用スタンダード「HT-sKO」を構築。非ヒト由来の組換えタンパク質をスパイクする設計により、通常のサンプル測定とプラットフォームの性能評価を同時に行え、標的タンパク質量が最大60倍変動する条件でも定量精度の評価と相対的な定量下限の推定が可能になります。

さらに、安定したHTプラットフォーム構築には堅牢なアクイジション戦略が基盤であること、そしてチューブベース法を「インフォーマントアッセイ」として用いることでプレート測定の品質期待値を事前に見積もれることを示しました。HT-sKOを用いた実証では、タンパク質レベルでのプレート内・プレート間ばらつきが約4–6%、ペプチドレベルで約10%に収まり、全プロテオーム、ホスホプロテオーム、反応性システインプロファイリングにも適用可能であることを確認。自動化されたプレートベース・イソバリック定量ワークフローの品質管理とスケール化に向けた、実用的な標準と検証フレームを提供しています。

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今回紹介するのは、歯学領域におけるオミックスの最新動向を整理したナラティブレビューです。う蝕、歯周病、口腔扁平上皮癌を主題に、ゲノミクスでは疾患関連遺伝子変異やポリジェニックリスクスコアの活用、トランスクリプトミクスでは免疫制御異常や腫瘍内不均一性を反映する発現シグネチャの同定がまとめられています。プロテオミクスとメタボロミクスは、診断・予後に有望なタンパク質および代謝物バイオマーカーの探索に寄与しており、疾患理解と臨床応用の橋渡しに位置づけられます。

本レビューの要点は、これらのデータを統合するマルチオミクス枠組みが、口腔疾患の病態を全体像として捉え、データ駆動型の精密歯科医療（診断・予防・治療最適化）に資するという展望です。一方で、早期診断ツールや個別化予防・標的治療への臨床実装には、標準化や検証、実用上の制約などの課題が残ることも指摘されています。質量分析を基盤とするプロテオミクスの発展と、転写・ゲノム・代謝情報との統合が、今後の口腔疾患研究と臨床応用のキードライバーになることが示唆されます。なお、本レビューでは特定のMS機種名やLCメソッド、Evosepの使用有無には言及がありません。

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今回紹介するのは、ヘルペスウイルス感染が歯周組織に誘導する炎症応答を、プロテオミクスで時系列に追ったin vitro研究です。健常ドナー由来のヒト歯肉線維芽細胞（HGF）をHSV-1で感染させ、12～72時間の早期・後期ステージで回収した試料をDIAベースのLC–MS/MSで解析し、計890種の差次的発現タンパク質を同定しました。

早期には、IRF7、ISG15、IL6、TLR2、各種インターフェロン誘導性タンパクの上昇と、MMP2の低下が顕著で、補体系・凝固カスケード、リソソーム、NOD様受容体、RIG-I様受容体、TLRシグナルなどが活性化。一方、後期ではインターフェロン誘導性タンパク群やIL1、MMP3が上昇し、補体関連タンパクは低下しました。とくにTLR2は、歯周環境におけるHSV-1に対する宿主の抗ウイルス防御反応を示す候補バイオマーカーとして浮上しており、今回のプロテオミクス解析は、歯周組織でのHSV-1感染に対する宿主応答の枠組みを提示するものです。なお、MS機種名やLCメソッドの詳細、Evosep使用に関する記載はありません。

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今回紹介するのは、膵管腺癌（PDAC）の線維化進行を時間分解で捉え、線維化と治療反応性を制御する新たな共標的としてnidogen-2（NID2）を特定した研究です。転移性の高いKPCと低いKPflCのマウス腫瘍および野生型を、発症初期（約50日）、中期（約90日）、後期（約200日）に採取し、ISDoTによる脱細胞化でマトリックスを濃縮、DIA LC-MS/MSで網羅解析しました。その結果、NID2が特に中期のKPC腫瘍で増加していることが明らかになりました。

機能検証では、CAFに対するNID2のCRISPRiにより、3Dオルガノタイピック基質の線維化がSHGイメージングやピクロシリウスレッド/複屈折解析で低下し、がん細胞の浸潤も抑制されました。さらに、サブキュタネアスおよびオルソトピック共移植では腫瘍増殖と線維化が抑えられ、インタービタル蛍光量子ドットによる観察で血管開存性が改善、ゲムシタビン/ナブパクリタキセルへの反応性も向上しました。肝転移の減少と生存期間の延長も認められ、NID2がPDACにおける線維化と治療反応を調節する間質性の有望な共標的であることが示唆されます。なお、質量分析はデータインディペンデント取得（DIA）によるLC-MS/MSで行われています。

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今回紹介するのは、ヒトとイヌの乳がん細胞株を横断的に比較したプロテオミクス研究です。非腫瘍性の184B5、ルミナルAのMCF-7、トリプルネガティブのMDA-MB-231という3種のヒト細胞株と、トリプルネガティブのイヌ細胞株CMT-U27とIPC-366を対象に、LC–MS/MSで網羅的解析を実施。種をまたぐオルソログに着目して721個のオルソログたんぱく質を同定し、脂質機能・恒常性に関連する分子群を重点的に評価しています。

主な結果として、4つの腫瘍細胞株を非腫瘍性184B5と比較した際、約22%のオルソログたんぱく質が少なくとも30%の有意な増減を示しました。さらに、種差に依らずトリプルネガティブ表現型に特異的な変動が約14%で認められました。KEGGおよびMetascapeによる機能解析では、増殖、膜トラフィッキング、脂質代謝に関わる経路の攪乱がヒト・イヌの双方で示され、脂質ダイナミクスに結びつく共通の分子基盤が浮かび上がっています。これらの所見は、イヌを腫瘍学の比較モデルとして活用し、診断・モニタリングのバイオマーカーや治療標的候補を探る上での有用性を後押しするものです。

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今回紹介するのは、Mycolicibacterium sp. ELW1がイソブチレン（IB）とジエチルエーテル（DEE）を好気的に分解する際に、プラスミド上のibc遺伝子が必要であることを扱った研究です。IB（気相10% v/v）またはDEE（最終5 mM）で培養した菌体を回収後、IB条件では1,5-ヘキサジイン（15HD）、DEE条件では1,6-ヘキサジイン（16HD）で1時間処理し、既報法に従って蛍光標識しました。標識試料と非標識対照を10% Mini-PROTEAN TGXゲルでSDS-PAGE分離し、近赤外蛍光で可視化後にクーマシー染色、バンドを切り出してインゲル消化。LC-MS/MSはThermo UltiMate 3000に接続したExploris 480で90分のData-Dependent Acquisitionを用い、Proteome Discoverer 3.1でMycobacterium sp. ELW1参照プロテオーム（5,850配列）とコンタミDBに対して検索、タンパク質・ペプチドともに1% FDR、最少2ペプチドでフィルタリングしています（Evosepは不使用）。

蛍光標識バンド由来のタンパク質同定により、IBやDEEで誘導され、ジイン処理で捕捉される反応性タンパク質群が抽出され、ELW1の好気的IB/DEE代謝に関与する候補が絞り込まれました。厳密なFDR管理の90分DDAに基づく網羅的同定は、基質依存の標識パターンと発現差を信頼性高く比較する設計であり、タイトルが示すプラスミド上ibc遺伝子の関与を検証するうえでの生化学的手掛かりを提供しています。環境中でのIBやDEEの分解機構解明と、関連遺伝子群の機能アノテーションに資するデータセットといえます。

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今回紹介するのは、ナノ流体プラットフォームと最新質量分析を統合して、フェムトモル感度のシングルセルプロテオミクスを目指す手法を概観した研究です。ピコグラム量というごく微量のタンパク質に対し、ナノリットル体積でのミニチュア化前処理により試料損失を抑え濃縮度を高め、ナノフローLCと高分解能・高感度の質量分析計（OrbitrapやtimsTOF）を直結することで、サブナノグラム入力からの網羅的検出・同定を狙います。LCはナノフロー法が想定されており、Evosepの使用についての記載はありません。

データ取得では、DIAやDDAに加えてwide-window acquisition（WWA）といった改良を組み合わせ、プロテオームカバレッジと定量精度の最大化を図る構成です。感度・スループット・解析のボトルネックを同時に緩和するこの統合フレームワークは、単一細胞レベルでのタンパク質定量を現実的にし、細胞状態の解像度向上や疾患機序の理解、個別化医療の発展に資する基盤となることが示されています。

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今回紹介するのは、非小細胞肺がん（NSCLC）細胞株における放射線感受性（2 Gy生存分率：SF2）を予測するために、トランスクリプトームとプロテオームを統合したバイオマーカー探索フレームワークです。RNA-seq（73系統）とDIA-MSによるプロテオミクス（46系統）を取得し、前処理後に共通の1,605遺伝子を解析対象としました。特徴選択は5分割クロスバリデーションを10回反復したLasso回帰に周波数ベースの順位付けを組み合わせて実施し、転写体単独、プロテオーム単独、両者統合の各特徴量でサポートベクター回帰（SVR）モデルを構築しました。RNAとタンパク質の発現は有意に相関し（中央値Pearson r=0.363）、独立パイプラインからは20の優先候補遺伝子シグネチャーが抽出されています。

結果として、単一オミクスのモデルは他方オミクスへの汎化性能が限定的だった一方、統合モデルは両データセットでバランスの取れた予測精度を示しました（トランスクリプトーム側でR2=0.461、RMSE=0.120、プロテオーム側でR2=0.604、RMSE=0.111）。本研究はNSCLCにおけるSF2予測のための初のプロテオトランスクリプトミクス統合枠組みを提示し、転写制御と機能的タンパク質活性の双方を捉える併存バイオマーカーの価値を実証しました。DIA-MSを用いたプロテオーム情報を統合することで、機序の洞察と臨床応用可能性に資する、より汎用的な放射線応答予測が可能になることを示しています。

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今回紹介するのは、死後経過時間（PMI）の推定にプロテオミクスを用いる最新動向を俯瞰した系統的レビューです。2018～2024年に発表された40報をPRISMAに沿って整理し、ヒトおよび動物組織における時間依存的なタンパク質分解パターンの活用を評価しています。最も多く検討されたのは骨格筋で、続いて骨、心筋、歯肉などが対象となり、分析手法としてはLC-MSとMALDIが広く用いられ、時間経過に伴うプロテオームの変化の検出・定量が可能であることが示されました。レビュー全体として、実験条件や組織の違い、プロトコールの非標準化が大きなばらつき要因であり、MS機種やLC条件も含めて手法面の統一が不十分である点が課題として浮かび上がっています。

主な示唆は、プロテオミクスが高感度かつ高い特異性でPMI推定を支援し得るという点で一致しており、法医学への応用可能性が支持されたことです。一方で、広範な実装には、標準化されたワークフローの整備と、多マーカー戦略の統合による頑健性向上が不可欠とされました。本レビューは、LC-MSやMALDIを核とするプロテオーム解析が、適切な標準化と手法統合により、PMI推定を客観的で再現性の高いルーチン検査へと発展させ得ることを示しています。

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