摘要：血清蛋白质组学是研究动物血清中所有蛋白质组成及其功能的新兴学科，血清蛋白质组学分析也是对蛋白质翻译以及修饰水平等研究的一种补充，也是全面了解动物蛋白质表达的一种不可或缺的手段。相关技术的发展极大地推动了血清蛋白组学的研究进展，使其在各个相关研究领域得到了广泛应用。该文对血清蛋白组学的相关技术以及在牛生产中的各领域的应用进行综述，希望为牛生产中的各个领域提供参考。

　　关键词：血清；蛋白质；疾病诊断；监测；营养；健康管理

　　0引言

　　蛋白质是人体细胞及各类组织的重要组成部分。以蛋白质组作为研究对象，研究细胞、组织或者生物体的蛋白质组成及变化的规律的科学就是蛋白质组学。蛋白质组学最早是在1994年提出的，1995年首次出现在杂志上，定义为由一种细胞、组织或有机体所表达的全部蛋白质[1]。蛋白质组学就是在整体的角度上对细胞内蛋白质组成成分的动态变化、表达水平和修饰状态进行分析，了解了蛋白质之间的相互作用与联系，也可以更深层次的认识疾病过程、细胞生理和生化过程。蛋白质组学的研究基本内容可归结为2条：一个是对蛋白质表达模式（或蛋白质组成）的研究；另一方面是对蛋白质功能模式的研究[2]。

　　研究血清中的蛋白质即是血清蛋白质组学。血清是蛋白质组学中一种非常理想的诊断样品，简便易得且成本低廉，但血清又是一种复杂的体液，蛋白质含量动态范围宽度较宽，其中99%的血清总蛋白是主要蛋白，所以在实际研究中对血清低丰度蛋白的识别是十分重要的。而低丰度的蛋白质往往行使着通知细胞开关*号传导通路的“*使”功能，在细胞死亡和疾病发育中扮演着核心角色。

　　1血清蛋白分类、功能

　　1.1血清蛋白分类

　　根据电泳迁移率血清蛋白可以分为5大类，分别是白蛋白、α1-球蛋白、α2-球蛋白、β-球蛋白以及γ-球蛋白。它们每一类都包含着不同的蛋白质亚型[3]。其中白蛋白是血清中最为丰富的蛋白质，主要负责维持血浆的渗透压，运输各种物质以及抗氧化作用，它的异常浓度还可以反映肝功能的营养状态。而球蛋白主要是参与免疫、凝血和运输等过程，其中的γ-球蛋白是一种免疫球蛋白的一种，包括多种抗体，对抵抗感染至关重要。

　　1.2血清蛋白功能

　　血清中的蛋白功能多种多样，其中包括可以结合各种分子，如激素、维生素、药物和代谢产物，将它们从一个部位运输到另一个部位的运输功能；含有的免疫球蛋白起着关键的免疫防御作用的免疫功能；凝血功能主要是凝血蛋白负责血液的凝固，防止出血，凝血因子参与到止血的过程以维持血管的完整性；还有着传递荷尔蒙的功能，其中的胶原和性激素结合蛋白等可以帮助激素在体内的*息传递，影响生长、发育和生殖等过程。

　　2血清蛋白组学主要研究技术

　　蛋白质组学的研究跟技术是密不可分的，研究成功的可能性很大程度受技术水平的影响。技术水平对研究成功的可能性有着很大程度的影响。蛋白质组学学研究的核心就是能够系统地鉴定一个细胞或组织中表达的每一个蛋白质并确定每一个蛋白质的突出性能[4]。

　　2.1二维凝胶电泳

　　二维凝胶电泳发展至今已经有4*年左右的历史，是蛋白质组学中不可或缺的核心技术。蛋白质组分的相对分子量、等电点以及表达丰度的相对量等*息的观察更加直观。许多学者应用二维凝胶电泳研究蛋白质组取得了一定的成果[2，5]。具有高分辨率；分离能力较强，已经从最初的十几种达到了上万多种；氨基银染灵敏度高至可检测纳克级别的蛋白；在同一条件下的同一细胞组织中可以同时分析多种蛋白。但是也存在着一些问题可以通过技术的改进完善与其他技术进行结合相互弥补。

　　2.2多维液相分离系统

　　由于二维凝胶电泳的诸多限制，随着蛋白质组学技术的发展，液相色谱—串联质谱的联用技术逐渐成为蛋白组学的主流技术[6]。高效液相色谱由于其高自动化、高重现性以及高分离效率，成为蛋白和肽段分离的重要方法，而通过与质谱联用，能够形成高自动化的分离和鉴定系统[7-8]。由于从实际生物学样本中提取的蛋白质组学样品复杂性很高，仅通过一维色谱分离无法对其达到满意的分离效果[9]，因此就有了多维液相色谱分离技术，通过不同分离原理的液相色谱的串联使用，提高分离系统的峰容量和分辨率，从而实现复杂样品充分分离[6]。与一维分离模式相比，多维分离技术的最大特点是拥有更大的峰容量[1*]。根据Divis J M[11-12]的研究，多维分离系统可以减少峰重叠，为样品提供更多的数据*息。

　　2.3生物质谱

　　随着生命科学及生物技术的迅速发展，为解决生命科学过程中的有关生物活性物质的分析问题而发展并推动生物质谱，且目前已成为有机质谱中最活跃、最富生命力的前沿研究领域之一[13-15]。生物质谱主要用于解决精确测量生物大分子，如蛋白质、核苷酸和糖类等的分子量，并提供分子结构*息；对存在于生命复杂体系中的*量或者痕量小分子生物活性物质进行定性或定量分析的2个问题[16]。

　　2.4蛋白质芯片

　　蛋白质芯片又叫蛋白质*阵列，是一种固相支持物表面按照预先设计的方法固定大量探针蛋白，形成高密度排列的探针蛋白点阵，而一个蛋白质芯片可以容纳一个蛋白质家族所有成员或一种蛋白质的的所有变异体[17]。除了在蛋白质间相互作用，前导药物发现等基础研究领域得到重要的应用之外，蛋白质芯片技术业已经被应用到疾病过程的生物标志分子发现，传染性疾病的分子诊断等应用到疾病过程的生物标志分子发现，传染性疾病的分子诊断等应用研究领域，蛋白质芯片所具有的高通量、*型化、高自动化特征弥补和扩增了常规的分子诊断技术[18]。

　　3血清蛋白组学的应用

　　血清蛋白目前在牛的生产中存在着非常重要的应用价值。主要体现在以下几个关键方面。

　　3.1繁殖与遗传育种

　　国内外学者对畜禽血液生化性状与经济性状的相关性进行了很多的研究，积累的众多资料表明，血液蛋白质和一些重要的经济性状间存在着一定的相关性[19-2*]，而这些蛋白质则可以在畜禽的间接选择和辅助选择时成为指示性状或遗传标记。Xie J等[21]研究发现，一些差异蛋白可能会调控牦牛提前进入繁殖期，并可能通过营养在提前发情方面发挥作用，首次证明使用iTRAQ来鉴定参与牦牛生殖发育的血清蛋白。Lee J E等[22]鉴定出的蛋白表明，早孕牛血清中可能存在多种妊娠特异性蛋白，这些蛋白可为早孕牛血清中妊娠诊断标志物的开发提供有价值的*息。

　　3.2疾病诊断与监测

　　血清蛋白的浓度和组成变化与多种疾病有关，其中包括炎症、肝病、免疫性疾病和癌症。通过分析血清蛋白的变化，对诊断疾病和监测病情的进展都有帮助。研究发现，水牛奶牛适应慢性热应激后，血清中的低丰度蛋白质会增加，HBA1、CATHL2、CP和LPL与氧化还原、水解、蛋白质错构修复和氧输送有关，功能分析后发现，这4种蛋白质的代谢途径发挥着协同作用，以减轻慢性热应激的影响[23]。血清蛋白质组学还有助于揭示兽医科学相关的不同感染有关的变化，例如牛结核病，血清蛋白质组学就有助于确定一些可能与感染的发病机制和应对措施以及感染阶段有关的蛋白质[24]。奶牛蹄叶炎的相关炎症、氧化和脂质代谢改变时，与之相关的血清蛋白质组也会发生变化[25]。目前蛋白质组学已经有应用于识别易患产后子宫感染的奶牛，找到合适的标记物将成为生殖系统产后疾病管理的重要工具[26-27]。

　　3.3营养和健康管理

　　血清蛋白组学还可以用于评估动物的生长性能和繁殖健康。研究人员可以通过血清蛋白组学数据了解不同品种和个体之间的生长差异，同时用以评估饲养管理和营养状况对生长性能的影响。

　　饲料效率和健康管理是畜牧业中至关重要的问题，而血清蛋白组学就可以用于评估饲料效率和动物健康状况。通过分析血清蛋白组学数据，可以发现影响饲料效率的因素，并制定更有效的饲养策略。过去在肉类生产中常使用生长促进剂以提高饲料转化率和瘦肉产量，这些物质对公众健康构成严重威胁，许多国家已经禁止使用，而不论是找到天然无害的替代品还是准确识别非法使用情况，都可以使用血清蛋白组学。研究发现，血清蛋白的含量与动物对日粮蛋白质的摄取量有关，也受内源蛋白质分解代谢、血管内外及细胞外液增加等众多因素的影响[28]。血清尿素氮是衡量动物体内蛋白质代谢和氨基酸平衡的一个重要指标。通常较低的尿素氮含量表明氨基酸平衡较好，机体蛋白质合成率较高[29]。血清尿素氮过高，则会使氮通过尿液排出体外，降低饲料中氮的利用效率[28]。

　　3.4免疫学研究

　　免疫球蛋白（抗体）是免疫系统的核心组成部分，研究血清中的抗体可以帮助了解免疫应答和疫苗研发。杨艳玲等[3*]利用牛、羊布鲁菌感染的血清分析后筛选鉴定，分析筛选出免疫蛋白点，有12个被牛、羊共同识别的抗原，这些蛋白主要涉及到布鲁菌的能量代谢，蛋白质、氨基酸合成，脂肪酸代谢及糖和辅酶的合成等生物过程。

　　4小结

　　未来，血清蛋白组学将在畜牧业继续发展并拓展应用领域。主要的研究方向包括育种改进、疫苗研发和动物健康管理等。血清蛋白组学可以为其提供关键*息，通过深入了解家畜的生理状态和健康问题，更好地优化饲养策略、提高生产效率和改善动物福祉，为可持续畜牧业做出贡献。

　　血清蛋白组学是一个充满潜力的领域，为畜牧业和动物健康管理提供了宝贵的工具。通过深入研究血清蛋白的功能和变化，可以更好地理解家畜动物的生理状态和健康问题，改善饲养管理、提高生产效率和确保动物福祉。家畜血清蛋白组学将继续发展，为畜牧业的发展提供支持。

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