稳定同位素标记哺乳动物（SILAM；Stable Isotope Labeling in Mammals）是一种在整只哺乳动物体内进行同位素代谢标记的方法，常用于定量蛋白质组学研究，尤其适合探究器官、组织、细胞类型间的蛋白质表达变化。

SILAM技术通过病例-对照分析，实现了对哺乳动物疾病模型的全局性相对定量分析。在传统SILAM方法中，实验人员给啮齿类动物分别喂食同位素富集饲料或同位素缺乏饲料一段时间（具体时长取决于不同组织的代谢周转率），然后对目标组织进行液相色谱-质谱联用（LC-MS）分析。

应用案例一

2025年4月17日，来自耶鲁大学的刘延盛教授等研究人员，在国际顶级期刊《Cell》上发表了题为“Turnover atlas of proteome and phosphoproteomeacross mouse tissues and brain regions”的学术论文。

本研究利用先进的蛋白质组学技术与同位素标记方法，绘制了小鼠8种组织和多个脑区中11,000种蛋白质和40,000个磷酸化位点的丰度和寿命信息。研究揭示了组织特异性的蛋白质寿命、蛋白互作网络中蛋白周转的协同性、过氧化物酶体周转的多样性，以及磷酸化在调控蛋白稳定性中的关键作用，为理解蛋白质稳态与组织特异性功能提供了重要见解。

小鼠体内的稳定同位素标记实验

本研究使用约 9 月龄的雄性 B6SJL 小鼠进行全局蛋白质周转分析。每只小鼠每天摄入 5 克 SILAC饲料（Mouse Express L-LYSINE [¹³C₆, 99%]，购自CIL同位素公司），以实现体内代谢标记。在正式进行重同位素标记前的 3 天，小鼠先被喂以含有 100% 轻型赖氨酸的 SILAC饲料，以减少由常规饲料切换至 SILAM饲料所引起的蛋白质稳态干扰。随后，小鼠在规定的标记周期内持续摄入重标记 SILAC饲料，直到通过颈椎脱位法处死。共标记了 5 只小鼠。

文章链接：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.02.021

应用案例二

2021年7月22日，来自不列颠哥伦比亚大学的研究人员，开发了一种定量蛋白质组学方法，将蛋白质相关性分析与哺乳动物稳定同位素标记（SILAM）相结合，构建了小鼠七种组织的蛋白互作组图谱。这些图谱提供了哺乳动物不同组织中蛋白互作重构的全蛋白质组规模信息，识别出超过 125,000 个独特的蛋白互作事件，其质量与目前最优秀的人类互作组研究相当。这项研究为揭示哺乳动物体内在生理和病理刺激下蛋白互作网络的调控机制开辟了新的研究方向。相关研究成果以“An atlas of protein-protein interactions acrossmouse tissues”为题，发表在国际顶级期刊《Cell》上。