推荐一篇发表在Nature Communications上的文章，文章标题是“Phosphoproteome profiling uncovers a key role for CDKs in TNF signaling”。本文通讯作者是来自德国马普生化研究所的Matthias Mann教授和博士后Maria C. Tanzer，他们课题组专注于通过数据非依赖性采集模式（DIA）的质谱策略，对不同生理生化背景下的磷酸化蛋白质组学进行分析与研究。本文中，作者对TNF诱导的细胞凋亡与坏死过程进行了解析，揭示了CDK家族成员在TNF相关信号通路中的重要作用。

      肿瘤坏死因子（TNF）作为少数成功靶向治疗炎症型疾病的细胞因子之一，通常会通过TNF相关信号通路引起大量的下游促炎信号级联过程。这样的广泛的信号级联过程与磷酸化修饰密切相关。即使之前的研究中指出了TNF存在的一些磷酸化信号级联反应的过程，但是目前缺乏对于这一过程广泛性的、时间动态的研究。基于此，作者通过DIA的策略，对TNF处理之后秒级的磷酸化蛋白质组进行了研究。

      首先，作者建立了初步的时间动态磷酸化蛋白/肽段的鉴定平台。在TNF处理后，作者在最短15 s，最长60min的时间区间内的各个时间点收集了细胞样品，通过常规蛋白质组样品制备流程，以及TiO2富集等策略，成功制备了磷酸化肽段样品。之后他们使用LC-MS/MS-DIA的检测手段，以及后续的非标定量与数据分析，成功绘制了0 s到60 min的包括将近30,000个磷酸化位点的磷酸化修饰蛋白/肽段谱。

      为了验证数据的可靠性以及对后续信号通路进行解析，作者使用了多个激酶对应的小分子抑制剂，对细胞样品进行对应的处理与检测。结果显示，在上游的激酶例如TAK1的抑制剂处理的情况下，TNF带来的信号传递变化效果被显著削弱了，而较为下游的IKK和p38的抑制剂的影响较弱。这意味着，他们的鉴定结果是可信的。同时，基于这一结果，通过激酶的特异性抑制剂或激活剂，研究者可以实现激酶级联过程的上下游关系的解析。

      磷酸化与蛋白的亚细胞定位密切相关，因此，作者通过密度梯度离心，对磷酸化蛋白质组进行了进一步解析。结果显示，在TNF刺激下，数百个蛋白发生了磷酸化依赖易位现象。而TNF通常能够诱导细胞发生细胞凋亡或坏死，他们也对这一细胞凋亡或坏死的磷酸化蛋白质组进行了解析。他们发现，CDK家族的激酶活性在促进细胞因子的产生，caspase家族成员的激活，以及TNF导致的下游细胞过度死亡过程起到了关键而有效的抑制作用。这意味着，机体很可能通过CDKs来应对TNF导致的过度炎症响应，有助于机体决定细胞的死亡和生存，以应对自身炎症反应和感染。

      综上，作者通过基于数据非依赖性采集模式（DIA）的质谱策略，以及具有时间动态的亚细胞磷酸化蛋白质组学分析鉴定技术，构建了细胞多种生理学背景下的细胞磷酸动态变化模型。对于针对TNF相关通路分析与药物的开发，及之后级联信号分析来说，具有重要的意义。

本文作者：KLH

责任编辑：Guo ZH

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-26289-6

原文引用：DOI: 10.1038/s41467-021-26289-6