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实验动画视频：The Human Protein Atlas（HPA）网站使用指南
The Human Protein Atlas（Human Protein Atlas，HPA，人类蛋白质图谱）是生命科学研究中常用的人类蛋白质组数据资源。科研人员可以利用HPA查询基因和蛋白在不同组织、细胞类型及亚细胞结构中的表达和定位信息，并进一步查看组织免疫组化图片、细胞免疫荧光图像、癌症相关表达、血液蛋白、蛋白结构和蛋白互作等数据。
对于抗体筛选、蛋白表达验证、IHC实验设计、免疫荧光定位、肿瘤研究、细胞Marker筛选和生物信息学分析，Human Protein Atlas能够提供非常有价值的参考信息。
本期实验动画视频将介绍The Human Protein Atlas网站的基本使用方法，并讲解如何通过基因名称查询组织表达、单细胞表达、亚细胞定位、IHC图像、癌症表达以及抗体相关信息，帮助科研人员更高效地利用HPA辅助实验设计。
The Human Protein Atlas是什么？
The Human Protein Atlas是以人类蛋白质组为核心的数据资源，通过整合转录组学、抗体成像、蛋白质组学和其他生物信息学数据，帮助研究人员了解不同基因和蛋白在人体中的表达与定位。
与单纯查询蛋白序列的数据库不同，HPA特别适合回答以下问题：
- 某个基因在哪些人体组织中表达？
- 某个蛋白主要出现在哪些细胞类型？
- 蛋白位于细胞核、细胞质、线粒体还是其他亚细胞结构？
- 某个蛋白在正常组织中的IHC染色是什么样？
- 某个基因在不同癌症中的表达模式如何？
- 哪些细胞系表达目标基因？
- 某个蛋白有哪些已知或整合的相互作用伙伴？
- 某个蛋白是否具有可查看的三维结构信息？
Human Protein Atlas 官方网站
实际查询时建议以HPA官方网站当前页面和数据版本为准。
打开Human Protein Atlas如何在Human Protein Atlas搜索蛋白？
HPA采用以基因为核心的数据组织方式。对于大多数日常实验查询，可以先从目标蛋白对应的Gene Symbol开始。
- 进入HPA网站： 打开Human Protein Atlas主页或搜索页面。
- 输入基因名称： 例如GFAP、EGFR、TP53、MAP2等Gene Symbol。
- 选择正确结果： 核对Gene name、Gene description以及对应的人类基因信息。
- 进入基因页面： 查看该基因在不同HPA资源中的整合数据。
- 根据实验目的切换模块： 例如查看Tissue、Single Cell、Subcellular、Cancer或Cell line等内容。
查询提示：
如果已知Gene Symbol，通常比只输入蛋白的常用别名更加准确。例如研究NeuN时，可以同时了解其对应基因RBFOX3；研究Iba1时，则可以关注AIF1。
HPA目前有哪些主要数据库资源？
Human Protein Atlas并不是只有一个“蛋白表达页面”，而是由多个针对不同研究问题的资源组成。
Tissue：组织表达
Tissue资源用于查看目标基因在不同正常人体组织中的RNA和蛋白表达情况。对于研究组织特异性表达、IHC预期染色以及抗体实验样本选择非常有帮助。
Brain：脑组织与神经系统
Brain资源重点展示不同脑区和神经系统相关表达信息，适合神经科学、脑区表达和神经细胞相关研究。
Single Cell：单细胞表达
Single Cell资源从不同细胞类型角度展示基因表达信息，可以帮助研究人员判断某个基因更可能来自组织中的哪类细胞。
Subcellular：亚细胞定位
Subcellular资源利用免疫荧光等数据展示蛋白在细胞中的空间定位，可以用于研究目标蛋白是否位于细胞核、细胞质、线粒体、内质网、高尔基体、细胞骨架或其他亚细胞结构。
Cancer：癌症相关表达
Cancer资源整合不同癌症相关表达和临床数据，可以用于研究特定基因在不同肿瘤中的表达模式以及与肿瘤生物学相关的问题。
Blood：血液蛋白
Blood资源用于查看可在血液中检测到的蛋白以及不同健康和疾病状态相关的血液蛋白数据，适合血液生物标志物和分泌蛋白研究。
Cell line：细胞系表达
Cell line资源提供不同人源细胞系的基因表达信息。研究人员可以利用这些数据初步筛选可能具有较高或较低目标表达的细胞系，为WB、IF或其他细胞实验选择模型提供参考。
Structure：蛋白结构
Structure资源提供人类蛋白的三维结构相关信息，可用于辅助理解蛋白结构域、抗原区域、遗传变异以及蛋白空间结构。
Interaction：蛋白相互作用
Interaction资源整合蛋白-蛋白相互作用网络和其他相关信息，可以帮助研究人员了解目标蛋白可能参与的分子网络及其相互作用伙伴。
如何查看蛋白在不同组织中的表达？
如果想知道“某个蛋白主要在哪些组织表达”，可以重点查看Tissue相关数据。
HPA组织页面通常会从RNA表达和抗体蛋白染色等不同角度展示目标基因在人体组织中的分布。
这类数据可以帮助回答：
- 目标基因是否具有明显组织特异性；
- 哪些组织表达水平相对较高；
- 哪些组织适合作为抗体实验的潜在阳性样本；
- IHC中预期哪些组织或细胞类型可能出现染色；
- RNA表达与蛋白染色结果是否具有一致趋势。
重要：
RNA表达和蛋白表达不是同一个概念。mRNA水平高并不意味着蛋白一定以完全相同比例升高，因此实验设计时应分别查看转录和蛋白层面的证据。
如何查看HPA免疫组化IHC图片？
Human Protein Atlas的一项重要价值是提供大量抗体染色的组织图像。
在Tissue相关页面中，可以查看不同正常组织中的免疫组织化学染色，并进一步观察目标蛋白在组织中的细胞类型和空间分布。
查看IHC图片时建议重点关注：
- 染色主要出现在哪种细胞；
- 信号位于细胞核、细胞质还是细胞膜；
- 不同组织之间的表达差异；
- 使用的是哪一支抗体；
- 页面给出的表达及可靠性相关注释；
- RNA表达是否与观察到的蛋白染色具有合理关系。
图像解读提示：
看到组织中存在棕色染色并不意味着所有染色都一定代表真实目标蛋白表达。实验背景、非特异性染色以及抗体本身的性能都需要结合页面注释和其他数据综合判断。
如何使用HPA查看亚细胞定位？
如果研究问题是“某个蛋白在细胞里面位于哪里”，可以重点查看Subcellular资源。
HPA通过免疫荧光和显微成像等方法提供蛋白的亚细胞定位信息。
常见定位可能包括：
- 细胞核及核内结构；
- 细胞质；
- 质膜；
- 线粒体；
- 内质网；
- 高尔基体；
- 溶酶体；
- 微管和其他细胞骨架结构；
- 细胞连接及其他亚细胞结构。
这些信息对于免疫荧光实验尤其重要，因为实验人员可以在上机或拍照之前建立合理的预期染色模式。
为什么HPA亚细胞定位对IF实验很有用？
免疫荧光不仅需要看到“有没有信号”，还需要判断信号是否出现在合理位置。
例如，如果数据库和其他文献均提示目标蛋白主要位于细胞核，而实际实验得到的却是强烈细胞膜染色，就应该进一步检查抗体特异性、固定通透条件和实验背景。
因此，HPA亚细胞定位数据可以作为设计和解释IF/ICC实验的一个参考维度。
如何使用Single Cell查询细胞类型表达？
传统组织RNA检测得到的是整个组织的综合表达信号，但一个组织往往同时包含多种细胞。
Single Cell数据可以进一步帮助回答：“究竟是哪类细胞表达这个基因？”
例如，当某个基因在脑组织中表现出较高表达时，可以进一步查看它是否主要来源于：
- 神经元；
- 星形胶质细胞；
- 小胶质细胞；
- 少突胶质细胞；
- 内皮细胞；
- 其他细胞类型。
这种从“组织”进一步深入到“细胞类型”的分析方式，在选择细胞Marker和解释组织表达结果时尤其有价值。
如何查看不同癌症中的基因表达？
对肿瘤相关靶标，可以进入Cancer资源查看不同癌症类型中的表达和相关分析信息。
这类数据可以辅助以下研究：
- 比较目标基因在不同癌症类型中的表达；
- 寻找具有癌症相关表达模式的候选基因；
- 探索基因表达与临床结局之间的统计关联；
- 为肿瘤Marker、信号通路或靶点研究提供数据线索。
科研解释提示：
数据库中的表达与生存相关性属于群体数据中的统计关联，不能单独证明某个基因直接导致疾病进展，也不能替代进一步的实验和临床验证。
如何利用HPA选择实验细胞系？
做Western blot、免疫荧光或基因功能实验时，一个常见问题是：应该选择哪个细胞系？
HPA的Cell line数据可以帮助研究人员查看不同人源细胞系中的目标基因表达情况。
可以尝试寻找：
- 目标表达较高的细胞系，作为潜在阳性实验模型；
- 目标表达较低的细胞系，用于部分阴性或比较实验；
- 与具体肿瘤类型相关的细胞系；
- 同时表达研究通路中多个关键基因的细胞模型。
不过，数据库中的RNA表达只能作为细胞模型选择参考，正式实验前仍建议确认自己使用的细胞株、培养条件及实际蛋白表达状态。
Human Protein Atlas可以查看抗体信息吗？
可以。HPA的抗体成像数据通常会标明实验所使用的抗体，并提供与抗体验证相关的信息。
对抗体实验而言，可以重点查看：
- 抗体对应的目标蛋白；
- 使用该抗体获得的组织IHC图片；
- 使用该抗体获得的细胞IF图像；
- 抗体所对应的验证信息；
- 染色结果与RNA或其他独立数据是否一致；
- 不同抗体对同一Target得到的结果是否具有一致性。
如何利用HPA辅助选择抗体？
HPA非常适合作为抗体实验设计的辅助数据库，但不能简单理解为“HPA有这个蛋白图片，所以任何针对该蛋白的抗体都一定可以得到同样结果”。
一个更合理的使用流程是：
- 确认目标蛋白： 核对Gene Symbol、Protein name和目标组织。
- 查看组织表达： 确定哪些组织可能作为阳性样本。
- 查看细胞类型： 判断预期应该是哪类细胞产生信号。
- 查看亚细胞定位： 确定实验中预期的核、胞质、膜或其他染色模式。
- 查看HPA原始图像： 了解已有IHC或IF实验的典型染色模式。
- 再筛选具体抗体： 根据物种、实验应用、Clone、抗原区域和验证数据选择实际使用的产品。
特别注意：
HPA中某一支抗体的验证结果不能自动转移到另一家公司、另一Clone或另一抗原区域的抗体。具体抗体是否适用于WB、IHC、IF、ICC或其他实验，仍应查看该产品自身的实验验证数据。
已经通过HPA确认目标表达和定位，下一步需要选择抗体？
可根据Target、物种以及WB、IHC、IF、ICC、Flow Cytometry等实际应用，在Biorbyt产品目录中进一步筛选抗体。如果不确定HPA数据应如何转化为实际抗体选型条件，也可以联系技术支持。
HPA中的Antibody Validation怎么看？
抗体的特异性和灵敏度会直接影响IHC和IF结果，因此HPA对其使用的抗体设置了相应的验证和质量评估流程。
查看抗体验证信息时，不要只看“有没有图片”，还应该关注其验证依据以及不同数据是否相互支持。
常见思路包括：
- 观察蛋白染色与RNA表达是否具有合理一致性；
- 查看不同组织或细胞中的预期表达模式；
- 查看是否具有独立抗体、遗传学或其他正交方法支持；
- 判断抗体产生的亚细胞定位是否符合已知生物学信息；
- 结合实验类型理解不同Validation结果的含义。
HPA中的“Not detected”是什么意思？
数据库显示Not detected时，不应简单理解成“这个组织绝对没有这个蛋白”。
检测结果会受到检测灵敏度、样本、抗体、表达水平和数据分析方法等多种因素影响。
因此，如果研究中非常关注一个低表达蛋白，建议同时查看：
- RNA表达数据；
- 单细胞或细胞类型数据；
- 蛋白染色原始图像；
- 抗体验证信息；
- 其他数据库和已发表文献。
如何利用HPA寻找阳性对照？
HPA一个很实用的用途是帮助寻找阳性组织或阳性细胞模型。
例如进行IHC实验时，可以先查看目标蛋白在哪些正常组织中具有相对明显的表达，并结合对应IHC图片判断最适合的阳性组织。
进行WB或IF实验时，则可以结合Cell line表达数据寻找可能表达目标蛋白的细胞系。
实验提示：
数据库中的高RNA表达并不能保证你手中的细胞系一定具有同样高的蛋白表达。细胞批次、培养条件和实验室长期传代都可能影响实际状态，因此阳性对照仍建议通过实际实验确认。
Human Protein Atlas和UniProt有什么区别？
HPA和UniProt都经常用于蛋白研究，但重点不同。
Human Protein Atlas
更适合查询人类基因和蛋白在组织、细胞类型、细胞系和亚细胞结构中的表达与定位，并查看IHC、IF等图像数据以及癌症、血液、结构和互作相关信息。
UniProt
更适合查询蛋白序列、功能注释、蛋白长度、结构域、翻译后修饰、isoform、跨膜区域、信号肽以及跨物种蛋白记录等信息。
对抗体筛选而言，两者通常不是二选一，而是可以结合使用：先通过UniProt确认“这个蛋白是什么”，再通过HPA进一步了解“这个蛋白在人体哪里表达、位于细胞哪里”。
Human Protein Atlas可以下载数据吗？
可以。对于需要进行批量分析的研究人员，HPA不仅可以逐个查看基因页面，也提供搜索结果和数据下载功能。
这对于以下应用非常方便：
- 批量筛选组织特异性基因；
- 筛选特定亚细胞定位的蛋白；
- 建立候选Marker列表；
- 进行癌症相关候选基因筛选；
- 构建蛋白表达数据分析流程；
- 将HPA数据与其他转录组或蛋白质组数据整合分析。
如果需要大量数据，建议优先使用HPA提供的数据下载或程序化访问方式，而不是手工逐个复制网页信息。
使用HPA时常见的错误
- 把RNA表达等同于蛋白表达： 两者相关但并不是完全相同的数据层级。
- 只看一张IHC图片： 应同时结合其他组织、RNA信息和抗体验证结果。
- 把所有染色都认为是特异性信号： 实际还需要考虑背景和抗体可靠性。
- 忽略细胞类型： 一个组织表达目标基因，并不意味着组织内所有细胞都表达。
- 把数据库结果当作自己的实验结果： HPA适合提供参考和假设，但关键结论仍需要在自己的样本体系中验证。
- 用HPA抗体验证替代产品验证： 不同Clone和不同抗原区域的抗体不能直接共享验证结论。
Human Protein Atlas常见问题
Human Protein Atlas是什么数据库？
Human Protein Atlas是以人类蛋白质组为核心的开放数据资源，可用于查询组织表达、细胞类型表达、亚细胞定位、癌症相关表达、血液蛋白、细胞系、蛋白结构和相互作用等信息。
Human Protein Atlas网址是多少？
HPA官方网站为proteinatlas.org。进行正式科研分析时建议直接使用官方网站的当前版本数据。
HPA可以查询蛋白表达吗？
可以。HPA可以从组织、细胞类型和亚细胞定位等多个层面查看人类基因和蛋白相关表达信息，并提供RNA数据、抗体成像和其他蛋白质组学数据作为参考。
如何在HPA查询IHC图片？
搜索目标Gene Symbol后，可以进入组织表达相关页面查看可用的免疫组织化学图像和相关蛋白表达注释，并进一步查看所使用的抗体信息。
HPA可以查询蛋白亚细胞定位吗？
可以。Subcellular资源提供基于免疫荧光等实验数据的亚细胞定位信息，可以用于研究蛋白在细胞核、细胞质、线粒体、内质网、细胞骨架等结构中的定位。
HPA可以帮助选择Western blot阳性细胞吗？
可以作为参考。可以根据Cell line或组织RNA表达筛选可能具有较高目标表达的模型，但RNA水平并不能保证对应蛋白一定具有相同水平，因此正式实验前仍需要进行蛋白层面的验证。
HPA图片中的抗体就一定可靠吗？
HPA对其使用的抗体进行相应质量评估和验证，但任何抗体数据都应结合具体实验应用理解。更重要的是，HPA中某一支抗体的验证不能直接证明另一支不同Clone或不同来源抗体具有相同表现。
HPA和UniProt应该用哪个？
两者适合联合使用。查询蛋白序列、结构域、isoform和功能注释时可以优先使用UniProt；查询人类组织表达、细胞类型、IHC图像和亚细胞定位时HPA通常更直观。
Human Protein Atlas只包含人类数据吗？
HPA的核心目标是绘制人类蛋白质组，因此主要围绕人类基因和蛋白组织数据。部分专题资源也可能包含用于比较研究的其他哺乳动物数据，但如果需要系统查询其他物种蛋白信息，应结合UniProt等数据库。
总结
The Human Protein Atlas（HPA）不仅是一个蛋白表达查询网站，更是一个可以从组织、细胞类型、亚细胞定位、癌症、血液、细胞系、结构和蛋白互作等多个维度研究人类蛋白质组的数据平台。
对普通实验人员而言，最实用的使用流程通常是：搜索Gene Symbol → 查看Tissue表达 → 查看Single Cell细胞类型 → 查看Subcellular定位 → 检查IHC/IF图像和抗体验证信息 → 根据实验目的选择组织、细胞系和抗体。
特别是在抗体实验中，HPA能够帮助建立目标蛋白的预期组织表达和亚细胞定位，但数据库数据应作为实验设计依据之一，而不能替代具体抗体产品本身的WB、IHC、IF、ICC或其他应用验证。