蛋白质组是生物体的功能执行体，而转录组是连接基因组和蛋白质组的中间模块。生物体往往通过基因的转录调控基因表达，同时也通过翻译调控以及翻译后的调控进一步对蛋白质的表达进行调节。当前研究表明转录组和蛋白组的相关系数往往只有 0.4 左右，表明其间的翻译后调控对蛋白质的表达具有非常重要的作用。

因此，当前的研究越来越倾向于同时检测转录组和蛋白组的表达水平，这种研究能充分利用转录组和蛋白组研究的差异性和互补性，对基因的表达水平进行多方位的衡量，以获得基因表达各个步骤表达和调控的全景图， 发掘常规单个组学未能发现的新结果。

联合分析研究思路

应用领域

1. 基础医学、临床诊断：生物标志物，疾病机理机制，疾病分型，个性化治疗等；

2. 生物医药：药物作用机理，药效评价，药物开发等；

3. 微生物领域：致病机理，耐药机制，病原体 - 宿主相互作用研究等；

4. 食品安全：食品储藏及加工条件优化，功能性食品开发，食品安全监测等。

联合分析图例展示

多组学联合分析案例解析

研究背景

丙型肝炎病毒（HCV）感染是肝脏疾病的主要原因，包括脂肪变性、纤维化和肝癌。然而，促进肝脏疾病进展的机制尚不清楚。

样本类型

HCV 感染患者肝组织；类肝细胞模型；模型小鼠肝组织

技术策略

代谢组学 + 蛋白组学 + 转录组学

研究思路

结果速递

从 HCV 感染的蛋白基因组图谱中可以明显观察到，HCV 感染的过氧化物酶体功能严重受损。过氧化物酶体参与脂质合成、信号传导、链脂肪酸的 β 氧化。HCV 病毒感染破坏与过氧化物酶体功能和脂质稳态相关的代谢途径，造成细胞器的代谢功能受损，并在感染细胞中积累脂肪酸。HCV 感染增加了肝细胞内链长为 20-26 个碳的脂肪酸的胞内浓度，葡萄糖消耗的增加、乳酸盐的积累和苹果酸盐的减少，证明糖异生作用受损。测量肝细胞内乳酸通量时，观察到显著的细胞内积累。这些数据表明，持续的 HCV 感染增强了细胞内长链脂肪酸和葡萄糖的代谢，并造成乳酸通量的 warburg 样转移（癌细胞也会将葡萄糖代谢为乳酸盐），这是癌症或细胞发生癌变的标志。

过氧化物酶体增殖激活受体 α（PPAR-α）是 HCV 敏感的调节因子。作者观察到 HCV 感染强烈抑制了肝细胞中 PPAR-α 的表达。数据分析也发现，感染会诱发 STAT3 转录信号，而 STAT3 的激活会导致 IL-6R 受体转录的快速抑制。此外实验证明，抑制 STAT3 活性可减少病毒对过氧化物酶体基因的抑制，表明 STAT3 信号通路与过氧化物酶体之间存在调控联系。

参考文献

Lupberger J, Croonenborghs T, Roca Suarez AA, et al. Combined Analysis of Metabolomes, Proteomes, and Transcriptomes of Hepatitis C Virus-Infected Cells and Liver to Identify Pathways Associated With Disease Development[J]. Gastroenterology, 2019, 157: 537-551.