磷酸化蛋白质组学研究一直是蛋白质组学研究领域的一项核心内容。但由于蛋白质磷酸化的低丰度，不稳定性等特性，磷酸化蛋白质组学研究一直是蛋白质组学研究的瓶颈。同时，磷酸化肽段和非磷酸化肽段的不同特性，使得对磷酸化肽段和非磷酸化肽段的同时鉴定及定量极为困难。为了突破这一瓶颈，我们联合运用了磷酸化蛋白质组学策略以及定量蛋白质组学策略，对前脂肪细胞分化诱导前后，及分化早期的不同时间点的全细胞蛋白质组和磷酸化蛋白质组进行了定量分析。　　 我们运用在线阴阳多维液相色谱，结合在细胞培养中掺入稳定同位素标记的氨基酸的策略，实现了在一次实验中对整体样品中的蛋白质组和磷酸化蛋白质组的同时鉴定及定量。与传统研究策略相比，我们的方法无需对样品进行预先分离纯化，同时，在线的pH洗脱显著提高了方法的自动性和重复性。　　 为了揭示脂肪细胞分化中蛋白质组和磷酸化蛋白质组的变化规律，我们将该策略应用到前脂肪细胞分化早期的研究中，比较了分化诱导前后全细胞蛋白质在表达和磷酸化水平上的差异，得到了2，780个蛋白质以及1，142条位点特异性磷酸化肽段的定量信息，并发现了一些在分化诱导前后蛋白质丰度或磷酸化水平显著变化的蛋白质及肽段，其中包括一些已知的脂肪细胞分化相关分子，以及潜在的脂肪细胞分化效应分子。此外，利用转录因子及靶基因预测手段，我们从有磷酸化水平或表达水平有定量信息的蛋白质中，分别找到了90个转录因子和对应的683个作为靶分子的蛋白质，构成了1，547个转录因子-靶分子对，并利用蛋白质磷酸化水平和丰度的定量信息，初步揭示了转录因子的磷酸化对下游靶分子表达水平的影响。　　 为了进一步了解脂肪细胞分化早期蛋白质表达，磷酸化水平以及基因转录水平的动态变化，我们将研究对象扩展到脂肪细胞分化早期的6个时间点，并分别对其进行了蛋白质组及磷酸化蛋白质的定量分析，以及基因表达谱芯片分析。在阴阳多维液相色谱的基础上，二氧化钛(TiO2)富集手段的加入进一步提高了磷酸化肽段的鉴定效率。通过时间延迟线性回归模型的构建，我们找到了已有的数据库33个作为激酶的调节子与114个作为底物的位点特异性磷酸化肽段的173对调控关系，并发现了细胞内4种不同的激酶-底物调控模式，同时发现了脂肪细胞分化中一些关键的激酶-底物关系对。结合表达谱芯片的分析结果，我们从小鼠转录因子数据库中，找到64个作为转录因子的调节子和125个靶基因间的368对调控关系，提示了它们在脂肪细胞分化命运决定中的潜在意义。在此基础上，我们进一步得到了脂肪细胞分化早期6中不同的信号网络调控模式，第一次从系统水平上，揭示了脂肪细胞分化早期在蛋白质表达水平，磷酸化水平以及转录水平等三个层面的动态变化，同时找到了三者之间的相互调控网络，从而为系统性的理解脂肪细胞分化过程中信号通路的调控提供了有力依据。　　 磷酸化蛋白质组学策略，定量蛋白质组学策略以及基因组研究策略的联合运用，不仅使得我们对脂肪细胞分化的机制，以及其他信号通路的理解更加全面，深入，而且对系统性的理解各种生物学过程中的信号网络调控也具有深刻的意义。