全國質譜分析學術研討會：組學及生命分析分會

　　2014年4月27日下午，中國化學會首屆全國質譜分析學術研討會組學及生命分析分會在北京西郊賓館召開。在此次的組學及生命分析分會報告中邀請了清華大學化學系/分析中心的梁瓊麟教授； 中國科學院大連化學物理研究所的張麗華教授；中國科學院北京基因組研究所的劉斯奇教授； 復旦大學的陸豪杰教授； 賽默飛世爾科技（中國）有限公司的張偉博士還有武漢大學的蔡保東老師、中國科學院大連化學物理研究所的王方軍老師、清華大學的陳秋水老師、暨南大學的李雪老師；同濟大學的田志新老師；清華大學的龔曉云老師就蛋白質快速檢測、色譜質譜聯用方面做了精彩的報告。

組學及生命分析分會現場

清華大學化學系/分析中心 梁瓊麟教授

　　來自清華大學化學系/分析中心的梁瓊麟教授帶來了題為《基于色譜-質譜聯用的糖尿病腎病臨床代謝組學研究》的報告。

　　梁瓊麟教授首先給我們介紹了糖尿病研究背景，糖尿病腎病嚴重危害人民健康與經濟發展，早期糖尿病腎病目前臨床缺乏有效、適用的生物標志物及檢測方法，色譜-質譜對臨床生物標志物發現與驗證研究有著機遇與挑戰。

　　 在糖尿病腎病代謝組學分析方法的建立方面，建立了血漿樣本代謝指紋譜4000余個代謝物分析、七大類百余種磷脂定性與定量分析、15種脂肪酸定量分析、21種嘌呤嘧啶相關代謝物定量分析和8種硫醇氨基酸定量分析。磷脂組學分析方法方面面臨結構多樣、種類繁多、性質和濃度差異大、分離難度大的挑戰。隨后梁教授介紹了正相色譜方法的不足；磷脂組分析方法的改進；HPLCXUPLC磷脂組分析方法研究和血漿脂肪酸含量測定。

　　 在臨床應用方面，梁教授報告了代謝指紋譜與定量輪廓譜生物標志物的整合，糖尿病腎病臨床輔助診斷潛在應用生物標志物組，糖尿病腎病早期篩查指標（Ⅰ、Ⅱ期）的確定，糖尿病腎病早期風險評估指標。

　　 最后梁教授課題組得出結論：1.基于色譜-質譜的代謝組學研究在發現和鑒定具有潛在臨床應用價值的新的生物標志物昂面具有重要前景。2.基于鑒定的代謝物組合可以實現糖尿病腎病進展嚴重程度的評估（疾病分期），篩選得到額肌苷、腎小球率過濾、尿蛋白等指標的組合有可能從現有的大量糖尿病人提前篩查出實際上已經進展到糖尿病腎病Ⅰ期和Ⅱ期病人，及早干預，可能延緩不可逆腎損傷的進程。

中國科學院大連化學物理研究所 張麗華教授

　　來自中國科學院大連化學物理研究所的張麗華教授帶來了題為《質譜兼容的蛋白質組樣品預處理技術》的報告。

　　張麗華教授首先報告了蛋白質組學研究意義。在研究背景方面，膜蛋白作為細胞內外及細胞器內外的門戶和樞紐，在外界物質識別、運輸以及信號轉到等方面具有重要作用。約70%的藥物靶點均為膜蛋白質。

　　在膜蛋白質組樣品預處理方面，基于離子液體的膜蛋白質組樣品預處理，理想試劑是溶解能力強；酶活兼容；易去除。張教授給我們分析了基于不同增溶試劑的膜蛋白質組分析，BMIMBF4用于人肝微粒體膜蛋白質樣品的分析，鼠腦N連接糖蛋白質的全譜分析，離子液體對膜蛋白質的溶解機理是陽離子烷基鏈的疏水相互作用。對于基于雙相柱的膜蛋白質組樣品預處理，它的優勢是：實現膜蛋白質酸性增溶劑溶解和堿性條件酶解兼容；整個膜蛋白質樣品預處理時間縮短至3.5h；減少樣品損失，適用痕量樣品分析，并可提高定量分析的準確度和精密度。

　　在基于中空纖維膜組件的集成化樣品預處理方面，Hela全提蛋白回收率達到99.4%，SDS去除效率達到97%以上。集成化蛋白質組樣品預處理裝置的膜接口體積約為1μL，可以快速完成樣品溶液的交換；腔體體積約為6mL，約2min可以完成腔體溶液置換。

　　最后張教授課題組總結道發展與質譜兼容的樣品預處理技術對于提高蛋白質組分析的靈敏度至關重要；基于離子液體和雙相柱的膜蛋白質組樣品預處理方法可顯著提高蛋白組的定性和定量分析能力；基于中空纖維膜的蛋白質組樣品預處理組件可以顯著提高樣品預處理和質譜鑒定的兼容性；而化學衍生、靶上富集、膜內富集等樣品預處理技術同樣值得關注。

中國科學院北京基因組研究所 劉斯奇教授

　　來自中國科學院北京基因組研究所的劉斯奇教授帶來了題為《Integration of SWATH and MRM for biomarker discovery of esophageal squamous cell carcinoma》的報告。

　　劉斯奇教授首先給我們講到質譜數據如何應用和定量組學的特點；給我們分析了從定量分析得出的蛋白質生物標志物。劉教授說目前，許多蛋白質生物標志物的研究者失敗在驗證階段；在抗體驗證的方法受到了限制，驗證需要先進的技術。隨后劉教授報告了在DDA上的蛋白質組學；什么是SWATH，以及MRM可能是驗證的關鍵技術；SWATH / MRM耦合的可行性；他們課題組基于DIA的生物標志物的發現和驗證策略。

　　最后劉教授總結道DIA的戰略，SWATH和MRM的組合出現在發現和驗證生物標志物蛋白有相對較短的試驗周期和一致的物理測量等優點；對生物標志物從發現到驗證一個明顯的線索，294上調（集中組織，SWATH），146（集中組織，SWATH為MRM），133（個體組織，MRM），49（個體血清，MRM），和13響應操作（個體血清，MRM）； 該數據基本與血清中的食管癌相關蛋白的其他報道一致。

復旦大學 陸豪杰教授

　　來自復旦大學的陸豪杰教授帶來了題為《基于生物質譜的蛋白質組定量和驗證新方法》的報告。

　　陸教授首先介紹了定量蛋白質組學研究的對象有細胞、組織和體液；研究的內容為蛋白質在不同生理、不同病理、不同刺激下的表達變化；通過對基礎研究可以發現細胞分化和信號轉導的機理，對疾病研究可以有助于早期診斷，干預治療和預后評價；用到的技術有免疫分析、蛋白芯片、凝膠電泳和生物質譜。蛋白質組定量的特點是蛋白質組的復雜性和需求多樣性。

　　隨后陸教授報告了基于生物質譜的定量蛋白質組學，相對定量應用于對不同樣本蛋白質表達量進行的相對比較分析；絕對定量應用于測定蛋白質的絕對量或濃度。非標定量，對樣本操作最少，無需同位素內標，對液相色譜串聯質譜的穩定性和重復性要求較高。標記定量有15N標記和穩定同位素氨基酸細胞培養標記（SILAC），絕對定量是將標記穩定同位素的內標肽段加入待測樣本后進行質譜檢測，多用于疾病蛋白質組學研究中的對潛在蛋白標志物的驗證。

　　終端標記二級質譜定量它基于串級質譜b，y碎片離子對定量模式，定量準確度高；可以應用于所有的質譜儀器；為de novo測序和肽段鑒定提供了更多依據。同位素標記蛋白C末端研究難點是相比于蛋白N端，羧基的反應活性不高；能夠特異性區分蛋白C末端羧基和酸性氨基酸側鏈羧基的方法有限；C末端肽段的相對定量技術未見報道。

　　接著陸教授報告了目標蛋白高通量定量新方法Hyperplex-MRM；甲基化輔助的GELC-MS高通量定方法；基于MRM技術的候選生物標志物驗證方法；應用于大腸癌生物標志物的定量。陸教授最后總結理想的基于質譜定量的標記要求：標記效率高；色譜分離行為高度一致；有助于質譜離子化；有助于質譜裂解。

賽默飛世爾科技（中國）有限公司 張偉博士

　　來自賽默飛世爾科技（中國）有限公司的張偉博士帶來了題為《基于靜電場軌道阱Orbitrap的蛋白質組學技術突變與應用進展》的報告。

　　張偉博士首先講到靜電場軌道阱Orbitrap是基于傅里葉變換原理。它在最新技術突破與應用進展方面不斷突破蛋白質組學分析極限。1.Q- OT-qlT動態掃描管理技術方面，突破定性蛋白質組學極限，基于Q-OT-qlT，一小時實現蛋白質組學深度覆蓋。2.在同步母離子選擇（SPS）定量技術方面，突破定量蛋白質組學瓶頸，解決TMT/iTRAQMS2定量不準確、MS3定量靈敏度低問題；MSX技術實現一級標記的二級定量。3.在數據非依賴性采集（DIA）掃描方面，DIA、MSX-DIA、Full MS-DIA等多種創新模式，窗口最小達3 Da，實現了DDA與DIA的統一。