蛋白质组学 | 一文总结蛋白组学研究必看知识

2023-03-17 12:16:40, 麦特绘谱 麦特绘谱生物科技(上海)有限公司


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绘谱君带您一道解锁蛋白质组学


2001年2月公布人类基因组草图的同时,人类蛋白质组组织(Human Proteome Organization, HUPO)即宣告成立。蛋白质组学技术的进展要早一些,最早是用edman降解方法用于蛋白质测序,蛋白质组学技术很大程度上是基于质谱技术的进步发展起来的。蛋白质组学(proteomics)的定义已经演变为,它是以蛋白质组为研究对象,研究细胞、组织或生物体蛋白质组成及其变化规律的科学,其技术平台主要包括蛋白芯片、质谱及PCR/NGS。


任何一项研究,需要有一个好的问题。科学问题或者临床问题的提出,是我们解锁蛋白质组学研究之旅的前提!下面笔者将以肺癌为例,开启基于质谱的蛋白质组学之旅。


首先,提出科学问题:


  • 肺癌(包含小细胞肺癌与非小细胞肺癌)与正常人的血浆差异蛋白有哪些?

  • 非小细胞肺癌与小细胞肺癌的血浆差异蛋白有哪些?

  • 不同临床分期非小细胞肺癌的血浆差异蛋白有哪些?

  • 接受A治疗,疗效好的病人血浆差异蛋白有哪些?疗效差的病人血浆差异蛋白有哪些?

  • ......


接下来进入下一阶段,样本收集:


  • 样本收集前,制定取样标准(纳入标准/排除标准)、临床样本伦理的通过、知情同意书的签署。

  • 样本收集及预处理:收集100例正常人、100例小细胞肺癌2/3期病人,共200例血浆

    。血浆收集方法:静脉全血加入抗凝剂或者直接抽血EDTA抗凝管中,轻轻颠倒5-10次混匀,4℃静置30min(避免剧烈晃动以免发生溶血),4℃,1000g-1500g离心10min,取上清(不要采分界处液),液氮速冻,-80℃保存,整个过程不要超过2h,做好标记。


为方便叙述,下面先用一张图展示基于质谱的蛋白质组学流程:



 三大常规蛋白质组学检测技术手段 


 修饰蛋白质组学 


 质谱检测 

根据扫描方式分为DDA-数据依赖性的扫描模式或DIA-数据非依赖性的扫描模式。



更多蛋白质组学技术

 体液蛋白质组学 


利用蛋白质组学技术方法,对血浆、血清、全血、脑脊液、腹水、尿液、唾液等体液样本进行蛋白质组学研究。以血液(血浆、血清、全血)为例,近十年蛋白质组学研究文章中,血液蛋白质组学研究占比稳定在15%以上。


依托不同的技术策略,我们能提供血液为代表的体液蛋白质组学服务,20ul~1000ul体积的单一样本蛋白鉴定深度可以达到1000+到5000+不等。技术手段包括:去高丰度(不依赖抗体),去高丰度(依赖抗体),磁珠富集。


因为创伤小甚至是无创、易获得性等特点,体液蛋白质组学在疾病标志物、药物疗效监测、疾病动态监测及药物靶点发现等方面具有巨大的应用前景。



 磁珠法血液蛋白质富集示意图


Olink蛋白质组学


Olink 依托其核心蛋白质检测专利-临近延伸分析(Proximity Extension Assay,PEA),该方法针对每个待检蛋白设计一对抗体,抗体上偶联有特定的DNA单链标记,抗体对结合目标蛋白后,处于邻位的两条DNA单链可互补结合并延伸形成双链DNA模板,通过qPCR/NGS技术快速完成定量分析。


实现对极微量1 -6 μL 样本中48~3072种蛋白质的高精度靶向检测,为理解复杂的、实时的人体生物学,助力精准医学、转化医学、药物研发等提供创新的蛋白组检测方案。



 Olink技术流程


如何选择蛋白质组学方法


以200个血浆样本(100个对照、100个实验)为例,根据我们的实践经验,可供选择的方法有:


1. 常规label free

2. 常规label free +DIA

3. 血浆蛋白磁珠富集+label free

4. 血浆蛋白磁珠富集+DIA

5. Olink


您可以根据实际情况做出一个符合您的选择,无论您选择哪种技术手段,都可以通过“提出问题-解决问题”的思维范式高效完成您的蛋白质组学研究课题。麦特绘谱蛋白组学学服务同时提供如下生物信息学服务:



蛋白质组学送样信息参考



END


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