國內外蛋白質組學大腕云集聚焦生物質譜前沿技術

　　2014年7月3日，全國生物質譜學術報告會--生物質譜前沿技術邀請報告會在上海復旦大學隆重召開。此次活動旨在積極促進我國生物質譜技術的發展和應用，加強國內外相關研究領域的專家學者之間的交流與合作，特邀瑞士蘇黎世聯邦技術學院分子系統生物學研究所Ruedi Aebersold教授、加拿大阿爾伯塔大學李良教授、美國北卡羅來納大學陳先教授、約翰?霍普金斯大學張慧教授、美國西奈山伊坎醫學院王融教授、中國科學院大連化學物理研究所張玉奎院士、中科院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所曾嶸教授、中國科學院北京基因組研究所劉斯奇教授和復旦大學楊芃原教授圍繞生物質譜前沿技術和熱點問題作專題報告，此次會議由中國人類蛋白質組組織(CNHUPO)、中國物理學會質譜分會、中國化學會質譜分析專業委員會和復旦大學主辦，美國ABSciex公司協辦。

會議現場

CNHUPO主席、復旦大學楊芃原教授

　　報告會開始，由復旦大學楊芃原教授上臺致辭。楊芃原教授首先表示非常歡迎前來參加全國生物質譜學術報告會--生物質譜前沿技術邀請報告會的各位業內專家學者，特別邀請并感謝瑞士蘇黎世聯邦技術學院分子系統生物學研究所Ruedi Aebersold教授和中國科學院大連化學物理研究所張玉奎院士前來做報告，非常感謝AB SCIEX公司對此次報告會議的傾情贊助。最后祝愿參會觀眾能夠享受這次生物質譜前沿技術邀請報告會。

瑞士蘇黎世聯邦技術學院分子系統生物學研究所Ruedi Aebersold教授

　　上午的報告由中國科學院北京基因組研究所劉斯奇教授擔任主持，第一位上臺作報告的是來自瑞士蘇黎世聯邦技術學院分子系統生物學研究所Ruedi Aebersold教授，在SWATH技術、蛋白質MRM技術等方面有著突出貢獻，現場參會者帶來《From Proteome to Proteotype via SWATH-MS》。

　　Ruedi博士介紹從基因型到蛋白質型再到顯型的技術挑戰在于蛋白質組型的數據矩陣，包括在樣品和條件下蛋白組型的準確和可重復定量以及非稀疏數據矩陣的技術性。而SWATH-MS技術是一種可進行重復和精確定量蛋白質組型的方法，SWATH-MS數據分析的目的是進行“目標”數據的提取，可進行全肽的數據獨立MS掃描、目標數據分析以及樣品永久性數字記錄的生成和樣品中1000個肽段的分析。公共資源支撐SWATH-MS技術包括公開SWATH數據分析工具和參考書庫建筑工具、公共參考光譜庫和開闊的環境。目前人類譜SWATH庫包括321 injections（AB SCIEX Triple TOF 5600系統的DDA模式）和人類組織、細胞系、OGE、PCT、SEC等。

　　Ruedi博士介紹關于蛋白質型與復雜表型相關性實驗設計為：獲取副本中NCI-60細胞摘要的SWATH-MS的圖并將蛋白質組型與藥物敏感性/抗性聯系起來。Ruedi博士總結NCI-60細胞系綱要的高重復性蛋白質型模式：蛋白質型能正確分類細胞組織型、蛋白質型能反映藥物抗藥性/敏感度并能顯示不同集群藥物敏感性指標蛋白對不同藥物敏感性機制。Ruedi博士接下來介紹了蛋白質型瘤內異質性分析、分類實驗。

　　Ruedi博士總結SWATH-MS技術是一種非常簡單的一次技術、每個樣品都會被轉換成為一個單一的數字文件、數據分析是可靠的、統計簡單的（多個假定實驗）、可用的數據可通過訪問工具來采集、重點從數據采集轉移到數據分析。

　　報告結束后，會議現場提問積極踴躍，氛圍十分熱烈。

中國科學院大連化學物理研究所張玉奎院士

　　隨后，來自中國科學院大連化學物理研究所張玉奎院士為大家作《蛋白質組定量分析新技術新方法》的學術報告，報告分背景、準等重二甲基化標記定量新方法和集成化蛋白質組定量分析平臺三個部分。

　　基于二級質譜定量方法，基于報告離子標記率高到那時準確度低，基于成對碎片離子準確度高，但是標記率低。張玉奎院士提出了準等重二甲基化標記定量新方法。甲基標記引入標記試劑的種類多，標記效率高，但是目前二甲基化定量方法存在一些不足，由于核結合能的不同導致的質量虧損，通過高分辨率質譜縮小差異，在寬線性范圍內實現蛋白質組的準確定量。

　　同時，張玉奎院士指出定量蛋白質組分析面臨許多挑戰，離線多步操作影響定量準確度、精密度、通量和靈敏度；采用固定化酶反應器在線酶解存在非特異性吸附和漏切等問題；自由溶液中的化學標記通常存在標記不完全、費時等問題。

　　實驗數據顯示蛋白質組定量分析新技術與傳統離線方法相比，不同樣品量下定量蛋白質組數據有明顯提高，隨著樣品量的減少，定量準確性和精密度也明顯改善。

　　隨后舉行了AB SCIEX公司的新產品發布會，正式發布了新一代蛋白質組學平臺，該平臺包括AB SCIEX最新推出的采用SWATH? 采集技術 2.0的TripleTOF?6600質譜系統、最新用于蛋白質鑒定的ProteinPilot? 5.0 軟件以及Eksigent nanoLC 400系統。

 AB SCIEX 科研和組學市場中國區應用支持經理 靳文海博士

　　AB SCIEX公司40年來一直致力于質譜技術的研究和開發，在剛剛過去的六月份美國質譜會上推出了一系列最新產品和技術，AB SCIEX 科研和組學市場中國區應用支持經理靳文海博士為與會人員詳細介紹了最新技術的代表作—新一代蛋白質組學平臺。

　　靳博士介紹完新一代蛋白質組學平臺后，由CNHUPO主席楊芃原教授、Ruedi Aebersold教授、中科院大連化物所張玉奎院士、AB SCIEX亞太區總裁Johnson Ho、AB SCIEX中國區總經理邵宏女士共同啟動TripleTOF?6600的發布，全場與會人員共同見證了這令人興奮的一刻！

新品啟動儀式

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約翰?霍普金斯大學張慧教授

　　來自約翰?霍普金斯大學張慧教授上臺為大家作《腫瘤亞型中基因組、蛋白質組合糖蛋白質組糖基化的綜合分析》學術報告。糖基化在細胞功能中起著重要作用，糖基化是蛋白修飾中最多的，聚糖是最結構多樣化的。

　　TCGA卵巢癌樣本中蛋白質組學數據定義的亞型族不同于基于轉錄數據的亞型，一組選定的蛋白質能的顯示潛在性能用來表征卵巢HGSC的BRCAness；依賴于不同糖/整體同樣顯型的表達定量同樣也能用來探索表征BRCAness；糖基化的新的酶化學方法被開發為了滿足糖基化基因和糖蛋白結構和功能研究的需要；集成的轉錄組、蛋白質、糖、和糖組學分析平臺可直接對比蛋白質組學、轉錄、糖和糖組學數據來表征不同腫瘤亞型和糖基化基因功能以及改變疾病發展中蛋白質的糖基化；改變的糖蛋白、蛋白和mRNA由于糖基化、蛋白豐度和基因表達的變化都能被觀察到。

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為大家帶來《SWATH和MRM技術集成用于食管鱗狀細胞癌生物標志物發現》的精彩報告。劉斯奇教授指出，蛋白質生物標志物的研究有一定局限性：分析——通過大規模定量分析識別疾病相關蛋白質；驗證——使用目標分析方法進一步確認候選生物標志物；驗證——基于大量樣品授權驗證候選；目前許多蛋白質候選生物標志物未能進入驗證階段。

　　劉斯奇教授指出，驗證生物標志物是以抗體為基礎的，驗證受限于抗體方案。多重分析只能測量單一目標；不一致性，從不同商業來源的抗體質量不能保證；實驗中低重復性；成本高周期長。同時，驗證需要先進的技術。

　　報告介紹了用于蛋白質組學的DDA（data-dependent acquisition）技術，鳥槍法蛋白質組學實驗已經用到了DDA。而MRM技術是使用三重四極桿質譜的一種強大的靶蛋白定量測定方法。

　　劉斯奇教授提出了SWATH和MRM技術聯合的可行性，指出SWATH和MRM技術聯合的優勢，分析和驗證生物標志物，時間段費用低。同時提供清晰的分析和驗證生物標志物的方式，血清中食管癌相關蛋白實驗數據與其他報道一致。

美國北卡羅來納大學陳先教授

　　來自美國北卡羅來納大學陳先教授為大家帶來《細胞應激反應中新的互動信號和表觀遺傳通路的發現》的精彩報告。

　　陳博士介紹這項研究的目的是為了更好的了解導致免疫病理學和保護性免疫反應的調節功能和闡明潛在的發病分子機制以及關于疾病的早期診斷和干預治療的新的疾病標志物的機理推導。

　　陳博士指出內源性PPIs和PTMs由于他們在實際細胞中的豐度比較低、臨時和動態性質以及時間的、互相聯系等原因是很難進行表征的，傳統的方法一般是進行對基因進行非生理表達或采用基因敲除小鼠假定并是勞動密集型的，這兩種都是一次一個基因產生有限的信息。

加拿大阿爾伯塔大學李良教授

　　來自加拿大阿爾伯塔大學李良教授帶來《整合蛋白質組學和代謝組學：技術挑戰》的精彩報告。李良教授表示代謝組學存在一些分析挑戰：當前技術代謝組學有限的覆蓋范圍、定量分析代謝通量低、未知代謝物難以鑒定、未知代謝物大小等。

中科院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所曾嶸教授

　　來自中科院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所曾嶸教授為參會者帶來《定量質譜揭示代謝網絡的動力學》的精彩報告。報告指出要建立脂肪組織定量蛋白質組數據庫，PVAT共享類似蛋白質組學和蛋白質BAT表達模式并維持，寒冷刺激下擴大令酸化調控。

北京蛋白質組研究中心副研究員秦偉捷先生

　　北京蛋白質組研究中心副研究員秦偉捷先生代錢小紅教授向大家作《基于策略的蛋白質組學分析的親和富集》精彩報告。

　　報告指出，蛋白質的磷酸化和糖基化是兩種最常見也最重要的蛋白質翻譯后修飾。目前蛋白質磷酸化的研究是發現癌癥藥物靶標。激酶信號傳導途徑和異常蛋白質磷酸化的調節異常通常與各種癌癥相關。蛋白激酶已經成為治療癌癥的藥物靶標主要類型：EGFR、VEGFR、PDGFR。通過失調蛋白磷酸化大量鑒定，為磷酸化蛋白質組研究提供了深入信息。

　　癌癥蛋白質組學磷酸化包括：識別異常的信號通路、發現突變激酶的下游效應、識別激酶抑制劑的治療靶點。

　　深入磷酸化和糖基化識別主要限制包括修飾肽低豐度質譜響應差、高度復雜結構、糖肽微觀不均一性、多步驟樣品前處理容易造成樣品損失、樣品處理時間長通量有限。

　　質譜鳥槍法蛋白質組學是使用最廣泛的定性、定量蛋白質組學研究。蛋白質鑒定和定量是通過相應肽的分析得到的，高效、完整消解是關鍵。

美國西奈山伊坎醫學院王融教授

　　來自美國西奈山伊坎醫學院王融教授壓軸出場，為大家帶來《質譜研究阿爾茨海默氏癥》的精彩報告。

　　阿爾茨海默氏癥即所謂的老年癡呆癥，是一種進行性發展的致死性神經退行性疾病，臨床表現為認知和記憶功能不斷惡化，日常生活能力進行性減退，并由各種神經精神癥狀和行為障礙。據2011年調查結果顯示，全球約有3650萬人換人癡呆癥，是威脅老人健康的“四大殺手”之一。

　　阿爾茨海默氏癥是老年性癡呆的首要類型，其病理特征主要為皮質彌漫性萎縮，溝回增寬，腦室擴大，神經元大量減少，可見老年斑（SP），神經原纖維結（NFT）等病變，膽堿乙酰化酶及乙酰膽堿含量顯著減少。

CNHUPO主席、復旦大學楊芃原教授

　　最后，CNHUPO主席、復旦大學楊芃原教授為大家帶來《基于高通量CID HCD MS/MS解密位點專一糖基化糖型》的精彩報告。楊芃原教授指出糖組學研究的是糖鏈結構。目前為止由于科學技術的不足還無法知道單糖和單糖之間鏈接的化學構象。

　　報告主要講述糖的鏈接，從化學角度研究，糖鏈與肽鏈接，研究與糖相連接的肽。糖肽研究有一定困難，楊芃原教授指出，既要利用糖組學知識，還要利用蛋白質組學技術，相互結合研究。

　　第一個方法是使用CID弱解離技術，解離的同時接入氣體，使氣體與糖肽進行碰撞，特點是肽鏈不斷，只斷糖鏈，就可以運用糖組學技術分析。同時，該技術也存在肽識別不清的問題，需要另行測肽。

　　楊芃原教授提出，是否存在有一種質譜技術能夠在一次試驗中分析出糖鏈和蛋白或肽想法。隨著質譜儀器的進一步研發，HCD相對于硬電離不存在氣體碰撞，依靠電場將離子打碎，會產生一些特殊作用，對研究糖鏈結構有幫助，是對CID技術的補充。

　　隨后，楊芃原教授向大家講解了最近研究進展，使用CID/HCD技術將糖肽中糖鏈斷裂，從而分析其結構；同時檢測蛋白。CID技術優點使糖鏈斷裂，肽母鏈不斷，通過質量差計算分析單糖結構。分析試驗中，既需要使用蛋白質組學技術測定肽鏈母鏈，也需要使用糖組學技術拼接。