多重SILAC标记在肿瘤蛋白质组学中的应用进展

肿瘤发生发展是一个复杂的多阶段过程，涉及基因表达重编程、信号通路失衡、微环境重塑等多重机制。蛋白质组学技术为揭示这些过程提供了系统化工具，但如何实现不同状态下的蛋白定量比较，依然是肿瘤蛋白质组学研究的核心难题之一。在这一背景下，多重SILAC标记（Multi-plexed SILAC）技术应运而生。作为SILAC策略的升级版本，它不仅保留了高准确性、低误差的优势，还可同时比较3个或更多条件下的样本，广泛应用于癌症亚型比较、药物作用机制研究以及时间序列动态蛋白质组分析中。

 

一、什么是多重SILAC标记？

SILAC使用“轻/重”标记对两组细胞进行氨基酸替代，从而在质谱中区分样本来源。而多重SILAC通常引入“中等重量”标记，实现三组样本的并行定量分析：

 



 

这一策略可在一次质谱运行中同时比较多个条件样本，大幅提高实验效率，降低批次效应。

 

二、多重SILAC标记在肿瘤蛋白质组学研究中的应用

1、肿瘤亚型蛋白表达谱比较

多重SILAC在肿瘤亚型差异分析中表现出色。例如，研究者将HER2阳性、三阴性和Luminal A型乳腺癌细胞分别标记为Heavy、Medium、Light组，通过定量质谱揭示了HER2通路激活相关蛋白（如ERBB2、GRB7）的表达显著升高，同时发现若干潜在亚型特异标志物。这种策略避免了三组样本分批上机所带来的系统误差，使结果更具可比性和可信度。

 

2、药物作用机制解析与抗药性机制研究

在靶向治疗和耐药机制研究中，多重SILAC可用于动态追踪药物处理前后的蛋白变化。例如在EGFR抑制剂研究中，将未处理、短期处理和长期耐药的肺癌细胞分别进行三通道SILAC标记，可系统识别早期响应蛋白与后期代偿机制相关蛋白，为抗药性机制提供分子线索。

 

3、动态蛋白质组与时序变化监测

多重SILAC也适用于时间序列研究设计。例如观察肿瘤细胞在低氧应激下不同时间点（0h、6h、24h）蛋白表达变化，可构建动态蛋白调控模型，揭示HIF通路的逐级响应机制。

 

三、Super-SILAC：组织样本研究的新突破

SILAC多用于细胞培养体系，但在临床肿瘤组织中，由于无法体内标记，Super-SILAC（超级SILAC）策略应运而生：Super-SILAC 通过将多个SILAC标记细胞系混合作为“重标记内参池”，与非标记肿瘤组织蛋白共混并进行质谱分析，从而实现组织样本的间接定量比较。该策略已被成功用于：

• 大规模肝癌组织蛋白质组定量；

• 肺癌患者个体化蛋白指纹图谱构建；

• 预测免疫治疗响应相关蛋白靶标筛选。

 

Super-SILAC的关键在于构建代表性强、表达谱覆盖广的细胞系标记库，这是影响数据质量的决定性因素之一。

 

四、多重SILAC标记相较TMT/iTRAQ的技术优势与局限

 



 

多重SILAC虽通量有限，但在肿瘤蛋白质组学研究中，以其生理相关性强、数据一致性好而广受欢迎。对于临床样本的高通量研究，建议多SILAC与TMT策略互为补充。

 

百泰派克生物科技针对多重SILAC标记与Super-SILAC实验需求，提供一站式解决方案：标记氨基酸优化体系与细胞系适配咨询；高通量SILAC标记效率验证与样本QC；结合Orbitrap Exploris 480与自研分析流程，实现高灵敏度、低背景的蛋白定量；提供Super-SILAC内参库构建与多样本组织蛋白定量服务；可视化报告支持差异分析、通路富集与标志物筛选。我们已为多个高校PI与药企客户完成多组学协同项目，包括乳腺癌耐药机制分析、肝癌异质性特征刻画、肺癌标志物筛选等。

 

多重SILAC标记及其变体Super-SILAC正在成为肿瘤蛋白质组学研究不可或缺的工具。其高准确性、良好的样本间可比性和丰富的扩展能力，使其在机制解析、临床转化及新靶点发现中持续发挥作用。百泰派克生物科技将持续深耕SILAC标记及定量质谱平台，助力更多科研团队开展精准、系统的肿瘤蛋白质组学研究。

 

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相关服务：

基于SILAC/Dimethyl标记的定量蛋白组分析