本研究组具有分析化学、化学生物学和生物化学等多学科交叉的研究优势,以重要基础生物学和转化医学问题为导向、细胞信号转导研究为切入点,开展蛋白质组学相关新方法和新技术研究,并强调在肿瘤微环境等生物医学方向的实际应用。主要研究方向包括:

1. 基于生物质谱的蛋白质组学新方法和新技术:



基于生物质谱的蛋白质组学分析技术已成为系统水平表征蛋白质组成、含量和动态变化等最为主流的组学分析技术之一。目前的蛋白质组学技术已经可在一天的质谱分析时间内鉴定上万种蛋白质,可实现对磷酸化、糖基化、泛素化、乙酰化和甲基化等重要蛋白质翻译后修饰的大规模表征,可实现对上千种蛋白质复合物的组成和动态变化等的系统表征。各种样品前处理技术、色谱分离技术和高分辨质谱技术的不断涌现持续推动着蛋白质组学技术在蛋白质科学研究中起到不可替代的重要作用。
基于各种样品前处理技术(例如:微流控芯片)、超高压纳升液相色谱分离技术和高分辨质谱检测技术,本团队致力于发展具有集成化、自动化和微型化特征的蛋白质组学分析平台,以期显著地提高蛋白质组学分析平台的分析灵敏度、分析通量和定量分析精确性。目前本团队已经开发了多种核心技术,包括:SISPROT、Rare Cell Proteomic Reactor、AutoProteome System和Multiplexed Microfluidic Proteomic Reactor,实现了对最少1000、最多100,000个人干细胞的大规模定量蛋白质组学分析。上述技术已经在人牙髓干细胞蛋白质组(最大的数据集)、人肠道微生物菌群蛋白质组(最大的数据集)、胰腺癌和肝癌蛋白质组、单个鼠脑视交叉上核蛋白质组(最大的数据集)等生物医学研究方向获得成功地应用。


代表性文章:


1. Wendong Chen, Subash Adhikari, Lan Chen, Lin Lin, Hua Li, Shusheng Luo, Pengyuan Yang, Ruijun Tian‡, 3D-SISPROT: A simple and integrated spintip-based protein digestion and three-dimensional peptide fractionation technology for deep proteome profiling, J. Chromatogr. A, 2017, 1498, 207-214

2. Wendong Chen, Shuai Wang, Subash Adhikari, Zuhui Deng, Lingjue Wang, Lan Chen, Mi Ke, Pengyuan Yang, Ruijun Tian‡, Simple and Integrated Spintip-based Technology Applied for Deep Proteome Profiling, Anal. Chem., 2016, 88, 4864-4871
3. Ruijun Tian*, Shuai Wang*, Fred Elisma, Li Li, Hu Zhou, Lisheng Wang, Daniel Figeys, Rare cell proteomic reactor applied to SILAC based quantitative proteomic study of human embryonic stem cell differentiation, Mol. Cell. Proteomics, 2011, 10, M110.000679 (Cover paper)
4. Ruijun Tian*, Xuyen Dai Hoa*, Jean-Philippe Lambert, John Paul Pezacki, Teodor Veres, Daniel Figeys, The development of a multiplexed microfluidic proteomic reactor and its application for protein-protein interaction, Anal. Chem., 2011, 83, 4095-4102
5. Ruijun Tian, Matias Alvarez-Saavedra, Hai-Ying M. Cheng, Daniel Figeys, Uncovering the Proteome Response of the Master Circadian Clock to Light Using a AutoProteome System, Mol. Cell. Proteomics, 2011, 11, M110.00725.

2. 功能和化学蛋白质组学:

蛋白质是人体中最主要的物质组成。除了作为构筑生命的基石,人体细胞内的蛋白质在任何时刻都发生着十万种以上的相互作用(Nature, 2010, 468, 851-854)。这些数量庞大的相互作用将蛋白质组装成种类繁多、功能各异的蛋白质复合物,执行和调控着几乎所有的生命过程和功能,例如蛋白质翻译、细胞周期控制和蛋白质合成和降解(Cell, 1998, 92, 291-294)。在细胞中,各种功能性蛋白质复合物往往通过彼此间的串联和并联相互作用形成更高纬度的、极为复杂的细胞信号转导网络;通过外源信号刺激和基于时间和亚细胞器的精准定位可以实现对细胞功能的宏观精细控制(Science, 2009, 326, 1220-1224)。如果把整个细胞视为一个工厂的话,这个工厂是由相互关联的生产线组成的一个精准设计和调控的网络,而每一条生产线都是由一整套功能性蛋白质复合物所组成。因此,系统地鉴定和表征细胞内复杂的功能蛋白质复合物网络将对理解生命现象本质和重大疾病发生、发展机制等基础和应用生物学问题有着极其重要的意义。
本研究方向致力于开展针对功能蛋白质复合物及其翻译后修饰的蛋白质组学新方法研究。基于SH2等各种蛋白质结合结构域和细胞生物学技术,开发各种功能蛋白质复合物分析方法;基于化学生物学和合成生物学技术,合成各种化学探针和protein chimera,实现对特定功能蛋白及其复合物的体内原位标记和富集,从而显著地提高功能蛋白质组学分析策略的选择性和灵敏度,为蛋白质-蛋白质和蛋白质-药物相互作用研究提供高效的功能蛋白质组学分析策略。


代表性文章:

1. Mi Ke, Bizhu Chu, Lin Lin, Ruijun Tian‡, SH2 Domains as Affinity Reagents for Phosphotyrosine Protein Enrichment and Proteomic Analysis, Methods Mol. Biol., 2017, 1555, 395-406 (Book chapter)
2. Jing Jin*‡, Ruijun Tian*‡, Adrian Pasculescu, Anna Yue Dai, Kelly Williton, Lorne Taylora, Mikhail M. Savitski, Marcus Bantscheff, James R. Woodgett, Tony Pawson, Karen Colwill, Mutational Analysis of Glycogen Synthase Kinase 3β Protein Kinase Together with Kinome-Wide Binding and Stability Studies Suggests Context-Dependent Recognition of Kinases by the Chaperone Heat Shock Protein 90, Mol. Cell. Biol., 2016, 36, 1007-1018
3. Ruijun Tian*‡, Haopeng Wang*, Gerald D. Gish, Evangelia Petsalaki, Adrian Pasculescu, Yu Shi, Marianne Mollenauer, Richard D. Bagshaw, Nir Yosef, Tony Hunter, Anne-Claude Gingras, Arthur Weiss‡, Tony Pawson, A combinatorial proteomic analysis of intercellular signaling applied to the CD28 T cell co-stimulatory receptor, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. , 2015, 112, E1594–E1603
4. Ruijun Tian*‡, Jing Jin*, Lorne Taylor, Brett Larsen, Susan E. Quaggin, Tony Pawson‡, Rapid and sensitive MRM-based mass spectrometry approach for systematically profiling ganglioside-protein interactions, Proteomics, 2013, 13, 1334–1338 (Direct invitation to Ruijun Tian)
- Highlighted as a key scientific article in Global Medical Discovery
5. Jing Jin*, Karen Sison*, Chengjin Li, Ruijun Tian, Nina Jones, Dontscho Kerjachki, Masabumi Shibuya, George Fantus, Hanspeter Gerber,Napoleone Ferrara, Tony Pawson, Susan E. Quaggin, Soluble FLT1 Binds Lipid Microdomains in Podocytes to Control Cell Morphology and Glomerular Barrier Function, Cell, 2012, 151, 384-399 2012-10-12


3. 癌症细胞信号转导研究应用:



细胞是生命体的基本单元。除了作为构筑生命体的基石外,细胞间还存在着复杂的细胞间相互作用,从而构成了各种重要的细胞微环境,例如:肿瘤微环境、免疫细胞微环境、干细胞微环境、神经突触和病毒-宿主细胞相互作用等。肿瘤微环境是近年来癌症研究领域的一个持续性热点研究方向。这主要是因为伴随癌细胞生长的其他“正常”细胞通过细胞间信号转导与癌细胞发生着密切的相互交流,从而对肿瘤的发生、发展、迁移和耐药性机制等进行精准地调控。这些“正常”细胞称为间质细胞,主要包括:免疫细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞等。系统地解析上述细胞间信号转导通路将有助于解析肿瘤微环境的分子机制,并为下一代抗癌药物的设计和相关生物标记物的发现提供帮助。
本研究方向致力于综合利用上述的蛋白质组学、化学生物学、生物化学和细胞生物学技术,发展一整套用于研究细胞微环境中各种细胞间相互作用体系的通用型蛋白质组学分析方法,实现对重要细胞间信号转导网络的全面定量解析,并筛选相关的生物标记物和抗体药物。目前本团队已经针对肿瘤微环境中的癌细胞-免疫细胞、癌细胞-成纤维细胞相互作用开发出相应的功能蛋白质组学研究策略,并在Immune checkpoint inhibitor分子机理和胰腺癌肿瘤微环境细胞间信号转导通路研究方面成功地开展了相关的应用研究。


代表性文章:


1. Ruijun Tian‡, Exploring intercellular signaling by proteomic approaches, Proteomics, 2014, 14, 498-512 (Direct invitation by Editor-in-chief: Michael Dunn)
2. Ruijun Tian*‡, Haopeng Wang*, Gerald D. Gish, Evangelia Petsalaki, Adrian Pasculescu, Yu Shi, Marianne Mollenauer, Richard D. Bagshaw, Nir Yosef, Tony Hunter, Anne-Claude Gingras, Arthur Weiss‡, Tony Pawson, A combinatorial proteomic analysis of intercellular signaling applied to the CD28 T cell co-stimulatory receptor, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. , 2015, 112, E1594–E1603(南科大为共同第一作者和共同通讯作者单位)
3. Yu Shi*, Weina Gao, Peiwu Huang, Nikki K. Lytle, Amanda M. Dann, Maya Ridinger, Kathleen E. DelGiorno, Galina Erikson, Huaiyu Sun, Jill Meisenhelder, Elena Terenziani, Puifai Santisakultarm, Uri Manor, Ruilian Xu, Mathias Leblanc, Sarah E. Umetsu, Eric A. Collisson, Andrew M. Lowy, Tannishtha Reya, Timothy R. Donahue, Michael Downes, Geoffrey M. Wahl, Ronald M. Evans, Tony Pawson, Ruijun Tian*, Tony Hunter*, under review


在研科研项目:


1. 国家科技部“国家重点研发计划”,规模化蛋白质复合物动态分析新技术新方法研究 / 蛋白质复合物时空动态变化的方法研究,项目负责人,2016-2021
2. 国家自然科学基金委面上项目,研究受体膜蛋白信号转导功能的集成化蛋白质组学分析新方法,项目负责人,2016-2019
3. 教育部留学归国人员科研启动基金,高灵敏度集成化磷酸化蛋白质组学方法研究,项目负责人,2015-2017
4. 深圳市知识创新计划技术攻关项目,全自动化蛋白质组学分析平台的研制及其在肿瘤生物标志物筛查中的应用,项目负责人,2016-2018
5. 深圳市知识创新计划学科布局项目,基20170354 基于高灵敏度蛋白质组学技术的数字化肿瘤标本库建立研究,项目负责人,2017-2020
6. 广东省自然科学基金团队项目,神经突触生长发育及信号传递关键蛋白质复合体的结构与功能研究,核心成员(20%),2016-2021
7. 深圳市知识创新计划学科布局项目,贝伐株单抗耐药大肠癌的新药物靶点肿瘤标记物的研究,核心成员(60%),2016-2018