细胞质膜是细胞与外界环境直接接触的场所。质膜蛋白质是细胞的“门铃”与“门户”，执行细胞内外物质交换，信息转换，细胞识别，代谢调节，免疫应答等功能。在已经发现的药物靶标中，大约有2/3是质膜蛋白质。因此，细胞质膜蛋白质组学研究具有重要的理论意义和应用前景。由于质膜蛋白质大多具有低丰度和强疏水性等特点，给蛋白质的提取，溶解，分离以及鉴定带来了很大的困难，因此质膜蛋白质组学研究成为蛋白质组学研究中的难点。本研究选择大鼠肝脏和海马细胞为模式材料，进行质膜蛋白质组学研究。　　 肝实质细胞是典型的极性细胞，其细胞膜可分为血窦面膜，胆管面膜和底侧面膜。为了揭示细胞极性的产生和维持机理，同时为了鉴定低丰度的质膜蛋白质，我们首先对实质细胞进行纯化，然后利用肝实质细胞三个不同结构域(Subdomain)的密度差异对各部分质膜进行富集。然后利用碳酸钠溶液对样品进行再次分级。利用互补的一维SDS-PAGE和二维的16-BAC/SDS-PAGE进行样品分离，最后利用串联质谱进行鉴定，用生物信息学进行结果分析。一共鉴定了613个非冗余的蛋白质，其中60.5％的蛋白质在GO数据库中注释与质膜相关，32.4%的蛋白质含有一个以上的跨膜区，有趣的是来自血窦面膜的蛋白质中，跨膜蛋白质比例最高，达到46.5%。本研究不仅鉴定了一批已知的各部分标志膜蛋白质，如asialoglycoprotein receptor2， desmoplakin和bile salt export pump，同时通过基于质谱的定量方法发现了一批潜在的膜标志蛋白质，如annexin a6，pannexin和radixin。本实验中还对碳酸钠抽提的条件以及不同的电泳方法进行了评估。　　 肝血窦内皮细胞是最主要的肝脏非实质细胞，其构成的肝窦内皮将肝窦腔与Dissc腔隔开，使肝细胞不直接暴露于门脉血流中。为了研究肝血窦内皮细胞质膜蛋白质组成以及组织微环境的建立，我们发展了一种阳离子硅胶在体灌注纯化肝脏内皮细胞质膜的方法。用一维SDS-PAGE和串联质谱对蛋白质进行分析，一共鉴定了837个非冗余的蛋白质。鉴定的蛋白质主要参与信号传导、蛋白质转运和细胞连接等。透射电镜、标志蛋白质的免疫印迹以及质谱鉴定结果分析表明本研究发展的阳离子硅胶在体灌注纯化肝脏内皮细胞的方法能够有效地纯化肝窦内皮细胞质膜。肝脏是人体中少有的能够进行快速再生的器官之一，肝切除模型伴随血管生成现象。为了了解生理性血管生成的发生发展机制，在进一步研究中，我们建立了70%肝切除模型，利用前述阳离子硅胶的方法对切除组和假手术组的肝窦内皮细胞质膜进行纯化。然后通过互补的膜蛋白质差异分析手段对肝切除样品进行了比较分析。一共鉴定了47个已知和可能新的参与血管生成和肝脏再生的差异表达的蛋白质，该研究将给膜蛋白质的差异分析技术和血管生成的理论研究的提供很好的参考。　　 海马是哺乳动物学习和记忆的重要组织。我们通过生物亲和纯化方法对急性分离培养的海马神经元的质膜进行了纯化；同时，利用密度梯度离心对海马组织质膜进行了纯化。通过质谱对这两部分质膜进行了蛋白质组学分析，鉴定了867个非冗余的来源于海马组织和神经元细胞的质膜相关蛋白质，其中64.9%是质膜或者膜相关的蛋白质。181个蛋白质只在海马神经元的样品中得到鉴定，揭示了其可能的神经元特异定位。神经细胞之间的信息一般是通过神经元与神经元之间关键结构突触的蛋白质复合物来完成的。因此，在进一步的研究中，通过经典的密度梯度离心和双水相的方法制备突触质膜，然后利用两种不同pH的裂解液对样品进行分级提取。用BN-PAGE联合SDS-PAGE对这两部分突触质膜复合物蛋白质进行电泳分离，然后对各复合物的组分进行鉴定。一共鉴定了540个非冗余的蛋白质，其中跨膜蛋白质占34%。除了一些已知的复合物，本研究还发现了一批可能的新的存在突触质膜中的蛋白质复合物。　　 总之，本研究为哺乳动物细胞质膜蛋白质组学研究中的质膜亚细胞器的纯化、质膜蛋白质分离、膜蛋白质的差异分析以及膜蛋白质复合物的分离等提供很多方法学上的参考；同时本研究在肝脏质膜蛋白质组方面的工作将给肝实质细胞的极性产生维持，血窦内皮细胞的功能以及血管生成等提供很好的进一步的了解；在海马质膜蛋白质组方面的工作将给海马神经元细胞膜功能，突触信号的传导以及海马细胞的生理和病理等功能研究提供了研究线索。