血漿是最主要的臨床樣本，對(duì)血漿蛋白質(zhì)組的深入研究對(duì)疾病診斷和療效監(jiān)測具有重要意義。人類血漿蛋白質(zhì)組計(jì)劃之后，血漿蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，并被廣泛應(yīng)用于腫瘤、心血管疾病、神經(jīng)疾病、感染和自身免疫病的標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)和機(jī)制解析，極大促進(jìn)了精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展。接下來，小編將為您帶來血漿蛋白質(zhì)組學(xué)的最新技術(shù)進(jìn)展和應(yīng)用方向。與此同時(shí)，青蓮百奧將在金秋九月通過直播的形式為您帶來《“血”無止境—血漿蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)與應(yīng)用系列》直播課，我們將圍繞血漿蛋白質(zhì)組學(xué)主要應(yīng)用領(lǐng)域和前沿方法策略兩大主題進(jìn)行詳細(xì)解讀，助力您輕松應(yīng)對(duì)血漿蛋白質(zhì)組學(xué)各類應(yīng)用場景。接下來緊跟小編的步伐往下看吧！

血漿蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)進(jìn)展

血漿中蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)范圍廣泛，質(zhì)譜平臺(tái)的檢測能力有限是阻礙血漿蛋白質(zhì)組學(xué)快速發(fā)展和進(jìn)步的重大難題[1]。與此同時(shí)，手動(dòng)處理樣品顯然已經(jīng)不能滿足日益增長的大隊(duì)列樣本需求。近年，不同的方法不斷被開發(fā)出來以突破這些障礙。

高豐度蛋白去除/低豐度蛋白富集

血液中含有來自不同組織和器官的各種生物分子。其中，血漿低豐度蛋白通常來源于組織釋放、細(xì)胞死亡或腫瘤細(xì)胞的異常分泌，與疾病的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)，具有重要的研究意義[2]。為克服血漿蛋白動(dòng)態(tài)范圍寬、高豐度蛋白對(duì)低豐度蛋白有抑制作用的難題，在質(zhì)譜分析前對(duì)血漿樣品進(jìn)行高豐度蛋白去除去除或低豐度蛋白富集是十分必要的。常見的去除高豐度蛋白方法有基于抗體的免疫親和法、不基于抗體的六肽配體親和法、沉淀法、色譜法等。

由于去除高豐度蛋白的同時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致低豐度蛋白的丟失，從而導(dǎo)致潛在的生物標(biāo)志物的丟失[3]，可以富集低豐度蛋白的磁性納米材料應(yīng)運(yùn)而生。磁球接觸血漿后，表面可吸附大量蛋白質(zhì)形成“蛋白冠”。根據(jù)“Vroman效應(yīng)”，更強(qiáng)結(jié)合親和力的蛋白會(huì)和早期吸附的蛋白發(fā)生競爭性置換，實(shí)現(xiàn)低豐度蛋白的富集。青蓮百奧自主研發(fā)的血漿低豐度蛋白富集磁珠試劑盒（MagicOmics-DMB）對(duì)中低豐度血漿蛋白具有高效的富集能力，血漿蛋白鑒定量高達(dá)6000+，為血漿蛋白質(zhì)組學(xué)研究帶來革命性的突破！

高通量的蛋白質(zhì)組學(xué)全流程自動(dòng)化前處理設(shè)備

蛋白質(zhì)組學(xué)處理過程繁瑣且耗時(shí)，易引入分析誤差導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性差。隨著大隊(duì)列研究越來越廣泛，手動(dòng)處理樣品顯然已經(jīng)不能滿足日益增長的大隊(duì)列樣本處理需求。樣品處理的可控性可以通過引入前處理自動(dòng)化工作站實(shí)現(xiàn)。不僅使實(shí)驗(yàn)流程標(biāo)準(zhǔn)化，減小了批次誤差，同時(shí)有效縮短了前處理時(shí)間，大大提高了實(shí)驗(yàn)通量。青蓮百奧蛋白質(zhì)組學(xué)全流程自動(dòng)化前處理機(jī)器人（MagicOmics-AP-96），能夠?qū)崿F(xiàn)血漿蛋白質(zhì)組學(xué)樣本處理全流程自動(dòng)化，，在大大降低實(shí)驗(yàn)周期的同時(shí)，能夠保證蛋白質(zhì)檢測的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

超高靈敏度的質(zhì)譜檢測平臺(tái)

質(zhì)譜技術(shù)是血漿蛋白質(zhì)組學(xué)研究中最為常用的方法?；谫|(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)面臨的關(guān)鍵問題之一是質(zhì)譜平臺(tái)的檢測能力有限。隨著質(zhì)譜技術(shù)的不斷成熟和突破，基于Orbitrap和TOF的質(zhì)譜儀已成為蛋白質(zhì)組學(xué)分析的首選平臺(tái)[4]。近年來，全新的質(zhì)譜平臺(tái)正在飛速發(fā)展，帶來了蛋白質(zhì)組學(xué)在鑒定深度、檢測周期、定量準(zhǔn)確性等性能上的全面提升。布魯克推出的timsTOF HT質(zhì)譜儀（青蓮百奧國內(nèi)首裝）引入離子淌度這一全新維度，配備了第四代TIMS分析器TIMS-XR和更先進(jìn)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，具有超高靈敏度以及超過150Hz的二級(jí)掃描速度，可實(shí)現(xiàn)更寬的動(dòng)態(tài)范圍、更深的肽段覆蓋率和更準(zhǔn)確可靠的定量分析。賽默飛世爾推出的Orbitrap Astral高分辨質(zhì)譜儀加入了新型的非對(duì)稱軌道無損質(zhì)量分析器，能夠快速獲取高分辨、高靈敏度和高動(dòng)態(tài)范圍的質(zhì)譜數(shù)據(jù)。

血漿蛋白質(zhì)組學(xué)的應(yīng)用方向

目前，由于缺乏高靈敏高特異性的生物標(biāo)志物進(jìn)行早期診斷，或發(fā)病機(jī)制不明確，許多危及生命的疾病往往無法獲得最佳發(fā)現(xiàn)和治療時(shí)機(jī)。血漿蛋白質(zhì)組學(xué)在腫瘤方向、心血管方向、神經(jīng)系統(tǒng)方向、感染方向等研究領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

腫瘤研究

血漿蛋白質(zhì)組學(xué)在腫瘤研究中具有廣泛的應(yīng)用，可以用于腫瘤早期檢測、診斷、預(yù)測治療效果及轉(zhuǎn)移預(yù)測。傳統(tǒng)的腫瘤標(biāo)志物檢測方式在靈敏度、特異性和預(yù)測性方面存在限制。而采用血漿蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)腫瘤全身性變化情況，發(fā)現(xiàn)新的腫瘤標(biāo)志物，并且可以獲得很好的診斷效果，有望成為腫瘤早期診斷的新方法。

心血管疾病研究

心血管疾病是全球主要的死因之一，因此探究其機(jī)制并發(fā)現(xiàn)更準(zhǔn)確的生物標(biāo)志物對(duì)于提高心血管疾病的預(yù)防和治療具有重要意義。血管內(nèi)皮細(xì)胞受刺激因素的影響會(huì)釋放許多蛋白質(zhì)到血漿中。因此，血漿蛋白質(zhì)組學(xué)可以用于尋找新的心血管疾病生物標(biāo)志物、預(yù)測疾病風(fēng)險(xiǎn)、診斷和評(píng)估治療效果。

神經(jīng)系統(tǒng)疾病研究

神經(jīng)系統(tǒng)疾病是對(duì)人類健康的重大威脅。腦蛋白水平是很多神經(jīng)系統(tǒng)疾病的關(guān)鍵指標(biāo)，血漿蛋白質(zhì)組學(xué)可以通過測定血漿中的腦蛋白來評(píng)估神經(jīng)系統(tǒng)的功能狀態(tài)和損傷程度，幫助臨床醫(yī)生更準(zhǔn)確地診斷和治療各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如阿爾茨海默病、帕金森病、腦損傷等。

感染疾病研究

感染性疾病是全球公共衛(wèi)生問題，血漿蛋白質(zhì)組學(xué)可以作為新的檢測方法來發(fā)現(xiàn)各種感染的生物標(biāo)志物，詳細(xì)描述病原體與宿主之間的相互作用以及機(jī)制，對(duì)感染過程的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測，提高感染性疾病的診斷精度和治療效果。

快看！血漿蛋白質(zhì)組學(xué)系列直播課來啦！

在接下來的一個(gè)月時(shí)間里，青蓮百奧團(tuán)隊(duì)將推出《“血”無止境—血漿蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)與應(yīng)用》系列直播課，為大家深度剖析血漿蛋白質(zhì)組學(xué)在腫瘤、心血管、神經(jīng)、感染四大應(yīng)用領(lǐng)域的研究進(jìn)展和研究思路，以及血漿蛋白質(zhì)組學(xué)樣本前處理、質(zhì)譜檢測、生物信息挖掘等環(huán)節(jié)的最新方法策略。讓我們相約屬于血漿蛋白質(zhì)組學(xué)的“瘋狂星期四”，共同探索血漿蛋白質(zhì)組學(xué)這片神秘的領(lǐng)域吧！

【參考文獻(xiàn)】

[1] Geyer PE, Kulak NA, Pichler G, Holdt LM, Teupser D, Mann M. Plasma Proteome Profiling to Assess Human Health and Disease. Cell Syst. 2016 Mar 23;2(3):185-95.

[2] He B, Huang Z, Huang C, Nice EC. Clinical applications of plasma proteomics and peptidomics: Towards precision medicine. Proteomics Clin Appl. 2022 Nov;16(6):e2100097.

[3] Nice EC, Rothacker J, Weinstock J, Lim L, Catimel B. Use of multidimensional separation protocols for the purification of trace components in complex biological samples for proteomics analysis. J Chromatogr A. 2007 Oct 19;1168(1-2):190-210.

[4] Zhao Y, Xue Q, Wang M, Meng B, Jiang Y, Zhai R, Zhang Y, Dai X, Fang X. Evolution of Mass Spectrometry Instruments and Techniques for Blood Proteomics. J Proteome Res. 2023 Apr 7;22(4):1009-1023.

[5]álvez MB, Edfors F, von Feilitzen K, Zwahlen M, Mardinoglu A, Edqvist PH, Sj?blom T, Lundin E, Rameika N, Enblad G, Lindman H, H?glund M, Hesselager G, St?lberg K, Enblad M, Simonson OE, H?ggman M, Axelsson T, ?berg M, Nordlund J, Zhong W, Karlsson M, Gyllensten U, Ponten F, Fagerberg L, Uhlén M. Next generation pan-cancer blood proteome profiling using proximity extension assay. Nat Commun. 2023 Jul 18;14(1):4308.

[6] Nurmohamed NS, Belo Pereira JP, Hoogeveen RM, Kroon J, Kraaijenhof JM, Waissi F, Timmerman N, Bom MJ, Hoefer IE, Knaapen P, Catapano AL, Koenig W, de Kleijn D, Visseren FLJ, Levin E, Stroes ESG. Targeted proteomics improves cardiovascular risk prediction in secondary prevention. Eur Heart J. 2022 Apr 19;43(16):1569-1577.

[7] Jiang Y, Zhou X, Ip FC, Chan P, Chen Y, Lai NCH, Cheung K, Lo RMN, Tong EPS, Wong BWY, Chan ALT, Mok VCT, Kwok TCY, Mok KY, Hardy J, Zetterberg H, Fu AKY, Ip NY. Large-scale plasma proteomic profiling identifies a high-performance biomarker panel for Alzheimer's disease screening and staging. Alzheimers Dement. 2022 Jan;18(1):88-102.

[8] Wang H, Liu C, Xie X, Niu M, Wang Y, Cheng X, Zhang B, Zhang D, Liu M, Sun R, Ma Y, Ma S, Wang H, Zhu G, Lu Y, Huang B, Su P, Chen X, Zhao J, Wang H, Shen L, Fu L, Huang Q, Yang Y, Wang H, Wu C, Ge W, Chen C, Huo Q, Wang Q, Wang Y, Geng L, Xie Y, Xie Y, Liu L, Qi J, Chen H, Wu J, Jiang E, Jiang W, Wang X, Shen Z, Guo T, Zhou J, Zhu P, Cheng T. Multi-omics blood atlas reveals unique features of immune and platelet responses to SARS-CoV-2 Omicron breakthrough infection. Immunity. 2023 Jun 13;56(6):1410-1428.e8.