扶摇直上,靠实力说话的DIA

蛋白组学实验做的很烦躁?数据难处理?想研究的蛋白没找到?别糟心,今天小编给大家带来一款“通量高、定量准、重复性好”的蛋白组学神器——DIA。

DIA 原理

蛋白定量DIA,主要采用数据非依赖采集模式(Data-independent Acquisition,DIA),结合传统的数据依赖采集模式(Data-dependent Acquisition,DDA)构建参考谱图库,通过液质联用技术(LC-MS/MS)将整个质谱扫描质量范围分为若干窗口,依次对每个窗口的所有离子进行碎裂,采集全部子离子信息。将得到的数据利用主流分析软件Spectronaut,进行蛋白组学的鉴定、定量及差异蛋白分析等。

试验流程

DIA 定量技术优势

DIA定量具有重复性好、鉴定敏感度高、定量准确性高、通量高、数据信息化等优势[1]

(1)重复性好:DIA数据完整性为98%,DDA数据完整性为49%;

(2)鉴定敏感度高:鉴定更多低丰度蛋白;

(3)定量准确性高:DIA的CV值可达10%左右;

(4)通量高,无需同位素标记;

(5)数字化蛋白信息,可回溯。

案例分析

基于DIA技术探索人前列腺癌对放射治疗的癌蛋白组学反应[2]

研究背景

大约七分之一的男性将在其一生中被诊断患有前列腺癌(PCa),这导致全球每年超过30万人死亡。尽管癌症控制率很高,但是放射治疗(RT)的前列腺癌(PCa)中放射抗性的发展是一个重要的临床问题。

研究目的

在放射治疗之前和之后14天,对8名患有临床局限性肿瘤的男性进行新鲜和固定的经会阴活检取样,使用优化的蛋白质提取途径和随后的数据独立的采集质谱(DIA-MS)实现定量蛋白质分析,以表征人类前列腺癌对原位辐射的蛋白质组学反应。

研究结果

通过蛋白质组学分析(DIA),共获得5660个蛋白质的平均覆盖率,在辐射后观察到有49种蛋白表现出表达丰度增加的趋势,这些蛋白在患者之间变化明显,并且对于前例腺癌组织表现出高水平的异质性。该研究揭示了三种免疫途径的活化蛋白级联的富集:体液免疫应答,白细胞介导的免疫和补体激活。后续验证使用单独的固定组织群体验证了这些候选者中存在20%和61%之间的显著表达差异,并通过获取每位患者5152个蛋白质的平均值的定量数据确定了它们作为实验组织资源的可行性。在这项前瞻性研究中,建立了一个灵敏可靠的癌症组织途径,用于分析新鲜和福尔马林固定的人类PCa组织。确定了已知具有辐射反应性的多种代谢通路,并建立了一个强大的候选者和代谢通路数据库,该信息可能有益于个性化疗法和潜在的预测性生物标志物的发展。

图1. 基于共享本体组的蛋白质候选物的线索GO / Cytoscape分析

参考文献:

1. Bruderer R, Bernhardt O M, Gandhi T, et al. Extending the Limits of Quantitative Proteome Profiling with Data-Independent Acquisition and Application to Acetaminophen-Treated Three-Dimensional Liver Microtissues[J]. Molecular & Cellular Proteomics Mcp, 2015, 14(5):1400.

2. Keam S P, Gulati T, Gamell C, et al. Exploring the oncoproteomic response of human prostate cancer to therapeutic radiation using data-independent acquisition (DIA) mass spectrometry[J]. Prostate, 2018, 78(8).

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