美國威斯康辛大學麥迪遜分校的研究人員對人胚胎干細胞和誘導多能干細胞的蛋白質組進行了比較，發現這兩種細胞的蛋白表達和蛋白磷酸化存在微小但是可重復的差異。這些差異可能解釋了它們在分化能力上的差異。該研究成果發表在最新一期的《Nature Methods》上。

與胚胎干細胞（ES）一樣，誘導多能干細胞（iPSC）能夠在體外無限擴增，并有潛力發育成任何類型的細胞。然而，不同的是，iPSC是由個體上容易獲取的組織（如皮膚）產生的。在形態、自我更新能力和分化潛能上，iPSC與ESC是難以區分的，但它們在分子水平的相似程度卻存在爭議。盡管多個研究表明ESC和iPSC的整體基因表達水平相似，但也有一些研究報道了兩者在RNA水平、DNA甲基化等方面的微小差異。

為了了解ESC和iPSC在蛋白質組和磷酸化蛋白質組上的相似性，威斯康辛大學麥迪遜分校的研究人員利用了同位素標記和高質量精度質譜，以及一個新近開發的軟件工具進行分析。這項工作是由威斯康辛大學化學系、威斯康辛基因組中心以及細胞和再生生物學系共同完成的。iPSC的創始人之一James Thomson教授正是這項工作的主要領導者。

研究人員總共分析了8個細胞系，其中4個ES細胞系和4個iPS細胞系，每個重復三次。在六個星期之后，他們鑒定出近7,000個蛋白和超過19,000個磷酸化位點。其中293個蛋白和292個磷酸化蛋白在ESC和iPSC中差異較大。他們還發現在大多數情況下，細胞系中某一蛋白量的差異與RNA轉錄本的差異沒有關聯，而且表現出磷酸化差異的蛋白與表達差異的蛋白不重疊。

此外，數據的基因本體分析表明ESC和iPSC之間的差異可在轉錄組、蛋白質組和磷酸蛋白質組水平檢測到。他們在iPSC中發現了NSUN2的多次磷酸化事件，而ESC和iPSC的NSUN2轉錄本和蛋白水平無差異，說明這與蛋白豐度無關。此外，iPSC中這些位點的磷酸化與成纖維細胞中觀察到的相似。這些結果表明，在重編程過程中體細胞程序并非完全沉默。

之前的比較轉錄組和表觀基因組研究表明，iPSC存在對起源的體細胞類型的“記憶”效應，本研究也呼應了這一點。這些殘留的分子記憶被認為影響了iPSC的分化能力，正如一些研究所示，iPSC偏向于來源體細胞的譜系。不過，這次研究人員并沒有研究分化來證明這一假說。這些重要問題仍有待解決。

研究人員還將他們的數據整合成一個新的、開放的數據庫，稱為Stem Cell Omics Repository（SCOR），其中包含轉錄組、蛋白質組和翻譯后修飾數據。研究人員認為，關于ESC和iPSC的差異和相似性分析需要大規模的meta分析，這不可能由單個實驗室完成。SCOR數據庫的建立將有助于這類分析。