拉布拉多肽图谱与 DIA 谱库——为犬类蛋白质组学研究提供的资源

为什么犬类蛋白质对我们很重要

狗与我们共享居所、生活习惯，且常常面临相似的健康问题。随着兽医和科学家寻求更好的方法来让犬类更健康并延长寿命，他们越来越关注每个细胞内那些微小的分子工作者：蛋白质。本研究聚焦拉布拉多寻回犬，创建了两份大规模的蛋白质图谱，为研究者理解犬类的疾病、衰老与健康提供了强有力的工具——进而也有助于增进对人类健康的认识。

观测犬体内部

蛋白质是活细胞中的主要执行者。它们构建结构、传递信号、修复损伤并驱动化学反应。要理解例如大脑或肾脏等器官中发生的事情，仅知道 DNA 序列是不够的；我们还需要知道哪些蛋白质存在以及其丰度。作者从拉布拉多的多个部位采集样本——包括十三种不同组织，以及血浆和尿液，来自若干只犬。通过比较承担截然不同功能的器官（如思维的大脑、过滤废物的肾脏、消化食物的肠胃或泵血的心脏），他们旨在捕捉“犬类蛋白组”在真实生理状态下的广泛图景。

将复杂样本转化为蛋白质图谱

为读取这些蛋白质，团队使用了先进的质谱技术，这种技术可以同时称量和计数成千上万种分子。首先，将每个样本中的蛋白质切割成称为肽段的小片段。然后，这些肽段被送入两种密切相关的测量模式：一种模式下仪器选择性地放大单个肽段信号，适用于发现样本中存在哪些成分；另一种模式则在一系列预定窗口内测量所有信号，更适合进行可重复的定量比较。科学家用专门的软件处理原始数据，多次核查测得信号与拟议肽段之间的匹配，仅保留通过严格错误阈值的鉴定结果。

构建拉布拉多蛋白质“图谱”

这项工作的第一个重要成果是拉布拉多肽图谱——一份经人工整理的犬类肽段与蛋白鉴定参考集合。来自 138 次仪器运行、逾 1370 万条测得谱图的数据中，该图谱可靠地记录了来自拉布拉多参考基因核心集合的 10,000 多种蛋白质，约占预测犬类蛋白组的一半。图谱记录了每种蛋白在哪些组织中被检测到、支持每个蛋白的不同肽段数量以及达到的序列覆盖度。对于某些器官，如肾脏和大脑，观测到数千种独特蛋白，其中许多仅出现在单一组织类型。研究人员现在可以快速查阅感兴趣的蛋白质，了解其是否曾在犬类中被检测到以及出现于何种生物学背景中。

用于快速、可重复测量的谱库

第二项关键资源是一份针对称为数据非依赖采集（DIA）测量方式的大型“谱学测定库”。该谱库如同一部罗塞塔石：对 120,000 多个独特肽段（对应近 11,800 种蛋白，约占预测犬类蛋白组的 56%），它存储了特征性的碎片信号模式及其在仪器中的典型表现。新样本测量时，软件利用该谱库以高置信度识别并定量肽段，即便样本非常复杂。作者证明，使用此谱库可以可靠地对跨组织的 10,000 多种蛋白及血浆中数百种蛋白进行定量，而且较短、更快速的测量流程仍能捕获大部分信息。这使得大规模、高通量的犬类研究更为可行且具成本效益。

这对犬类健康及其他领域的意义

通俗来说，本研究提供了两种开放且可重复使用的工具，能将犬类中原始且嘈杂的蛋白测量数据转化为清晰、可信的信息。拉布拉多肽图谱给出了许多蛋白在体内出现位置的首个广泛地图，而谱学测定库则使研究者能够在大量样本和时间点间准确追踪数千种蛋白。二者合力为发现疾病相关蛋白签名、监测犬类衰老过程以及评估饮食或治疗对其生物学影响奠定了基础。由于狗与我们共享环境并患有许多相似疾病，这些资源不仅有助于兽医工作，也为通过我们最亲近的动物伙伴研究人类健康创造了新机会。

引用: Kusebauch, U., Sun, Z., Midha, M.K. et al. A Labrador PeptideAtlas and DIA spectral assay library - resources for proteomics research in dogs. Sci Data 13, 524 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06647-z

关键词: 犬类蛋白质组学, 拉布拉多寻回犬, 蛋白质图谱, 质谱, 生物标志物发现