蛋白質(zhì)組指的是一個生物體所表達的全套蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)組學(xué)本質(zhì)上指的是在大規(guī)模水平上研究蛋白質(zhì)的特征，包括蛋白質(zhì)的表達水平，翻譯后的修飾，蛋白與蛋白相互作用等，由此獲得蛋白質(zhì)水平上的關(guān)于疾病發(fā)生，細胞代謝等過程的整體而全面的認識。生物質(zhì)譜技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展為定量研究蛋白質(zhì)組學(xué)分析提供了更可靠、動態(tài)范圍更廣的研究手段。

目前較主流的定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法有5種，分別是Label-free、iTRAQ、SILAC、MRM(MRMHR)、和SWATH。

I. Label-free

Label-free，即非標(biāo)記的定量蛋白質(zhì)組學(xué)，不需要對比較樣本做特定標(biāo)記處理，只需要比較特定蛋白肽段在不同樣品間的色譜質(zhì)譜響應(yīng)信號便可得到樣品間蛋白表達量的變化，通常用于分析大規(guī)模蛋白鑒定和定量時所產(chǎn)生的質(zhì)譜數(shù)據(jù)。

Label-free定量方法操作簡單，可以做任意樣本的總蛋白質(zhì)差異定量，但對實驗操作的穩(wěn)定性、重復(fù)性要求較高，準確性也較標(biāo)記定量差。因此，Label-free技術(shù)適合于大樣本量的定量比較，以及對無法用標(biāo)記定量實現(xiàn)的實驗設(shè)計。

II. iTRAQ

同位素標(biāo)記相對和絕對定量(isobaric tags for relative and absolute quantification，iTRAQ) 技術(shù)由AB SCIEX公司研發(fā)的一種體外同種同位素標(biāo)記的相對與絕對定量技術(shù)。該技術(shù)利用多種同位素試劑標(biāo)記蛋白多肽N末端或賴氨酸側(cè)鏈基團，經(jīng)高精度質(zhì)譜儀串聯(lián)分析，可同時比較多達8種樣品之間的蛋白表達量，是近年來定量蛋白質(zhì)組學(xué)常用的高通量篩選技術(shù)。

iTRAQ定量不依賴樣本，可檢測出較低豐度蛋白，且定量準確，可同時對8個樣本進行分析，適用于研究不同病理條件下或者不同發(fā)育階段的組織樣品中蛋白質(zhì)表達水平的差異。

III. SILAC

SILAC即細胞培養(yǎng)條件下穩(wěn)定同位素標(biāo)記技術(shù)(Stable Isotope Labeling By Amino Acids In Cell Culture, SILAC)，其實驗流程是在細胞培養(yǎng)基中加入輕、中或重型穩(wěn)定同位素標(biāo)記的必需氨基酸(賴氨酸和精氨酸)，通過細胞的正常代謝，使新合成的蛋白帶上穩(wěn)定同位素標(biāo)簽。等量混合各類型蛋白質(zhì)，酶解后進行質(zhì)譜分析。通過比較一級質(zhì)譜圖中同位素峰型的面積大小進行相對定量，同時二級譜圖對肽段進行序列測定從而進行蛋白鑒定。

SILAC屬于體內(nèi)標(biāo)記技術(shù)，更接近樣品真實狀態(tài)，標(biāo)記效率高達100%，且標(biāo)記效果穩(wěn)定，適合于全細胞蛋白分析，以及膜蛋白的鑒定和定量，每個樣本只需要幾十微克的蛋白量。

IV. MRM

MRM是一種基于已知信息或假定信息設(shè)定質(zhì)譜檢測規(guī)則，對符合規(guī)則的離子進行信號記錄，去除大量不符合規(guī)則離子信號的干擾，從而得到質(zhì)譜信息的一種數(shù)據(jù)獲取方式，屬于目標(biāo)蛋白質(zhì)組。關(guān)鍵在于首先要能夠檢測到具有特異性的母離子，只將選定的特異性母離子進行碰撞誘導(dǎo)，從而去除其他子離子的干擾，只對選定的特異離子進行質(zhì)譜信號的采集。

MRMHR技術(shù)通過兩級離子選擇，排除大量干擾離子，使質(zhì)譜的化學(xué)背景降低，目標(biāo)檢測物的信噪比顯著提高，從而實現(xiàn)檢測的高靈敏度，并具有重現(xiàn)性好、準確度高等特點，特別適合于已知蛋白質(zhì)序列的蛋白質(zhì)表達量差異驗證，可以檢測較低豐度的蛋白，但一次MRM實驗只能檢測到20個左右的目標(biāo)蛋白。

V. SWATH

SWATH是瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的Ruedi Aebersold 博士及其團隊與AB-SCIEX于2012年聯(lián)合推出的一項全新的質(zhì)譜采集模式技術(shù)，是 MS/MSALL技術(shù)的一種擴展。與傳統(tǒng)的shot-gun技術(shù)相比，SWATH采集模式能夠?qū)呙鑵^(qū)間內(nèi)所有的肽段母離子經(jīng)過超高速掃描并進行二級碎裂，從而獲得完整的肽段信息，是一種真正全景式的、高通量的質(zhì)譜技術(shù)。

如何選擇適合定量蛋白組學(xué)分析方法？

比較流行的是iTRAQ定量蛋白質(zhì)組方法，該方法不依賴樣本，可以做任意樣本的總蛋白質(zhì)的差異定量，而且定量準確。雖然Label-free同樣不限定樣本，但是定量準確度難以保障。SILAC是細胞層次的蛋白質(zhì)組定量，而對組織的定量難度較大，并且SILAC培養(yǎng)費用高昂，不適合做商業(yè)化。MRM和SWATH都是目標(biāo)蛋白質(zhì)組相關(guān)的定量模式，但是SWATH可以完成數(shù)千種蛋白的定量，準確度極高，通量遠高于MRM，對于亞細胞結(jié)構(gòu)、細菌、真菌、細胞分泌物等樣本，SWATH效果非常好，但SWATH價格相對較