全国质谱分析学术研讨会：组学及生命分析分会

　　2014年4月27日下午，中国化学会首届全国质谱分析学术研讨会组学及生命分析分会在北京西郊宾馆召开。在此次的组学及生命分析分会报告中邀请了清华大学化学系/分析中心的梁琼麟教授； 中国科学院大连化学物理研究所的张丽华教授；中国科学院北京基因组研究所的刘斯奇教授； 复旦大学的陆豪杰教授； 赛默飞世尔科技（中国）有限公司的张伟博士还有武汉大学的蔡保东老师、中国科学院大连化学物理研究所的王方军老师、清华大学的陈秋水老师、暨南大学的李雪老师；同济大学的田志新老师；清华大学的龚晓云老师就蛋白质快速检测、色谱质谱联用方面做了精彩的报告。

组学及生命分析分会现场

清华大学化学系/分析中心 梁琼麟教授

　　来自清华大学化学系/分析中心的梁琼麟教授带来了题为《基于色谱-质谱联用的糖尿病肾病临床代谢组学研究》的报告。

　　梁琼麟教授首先给我们介绍了糖尿病研究背景，糖尿病肾病严重危害人民健康与经济发展，早期糖尿病肾病目前临床缺乏有效、适用的生物标志物及检测方法，色谱-质谱对临床生物标志物发现与验证研究有着机遇与挑战。

　　 在糖尿病肾病代谢组学分析方法的建立方面，建立了血浆样本代谢指纹谱4000余个代谢物分析、七大类百余种磷脂定性与定量分析、15种脂肪酸定量分析、21种嘌呤嘧啶相关代谢物定量分析和8种硫醇氨基酸定量分析。磷脂组学分析方法方面面临结构多样、种类繁多、性质和浓度差异大、分离难度大的挑战。随后梁教授介绍了正相色谱方法的不足；磷脂组分析方法的改进；HPLCXUPLC磷脂组分析方法研究和血浆脂肪酸含量测定。

　　 在临床应用方面，梁教授报告了代谢指纹谱与定量轮廓谱生物标志物的整合，糖尿病肾病临床辅助诊断潜在应用生物标志物组，糖尿病肾病早期筛查指标（Ⅰ、Ⅱ期）的确定，糖尿病肾病早期风险评估指标。

　　 最后梁教授课题组得出结论：1.基于色谱-质谱的代谢组学研究在发现和鉴定具有潜在临床应用价值的新的生物标志物昂面具有重要前景。2.基于鉴定的代谢物组合可以实现糖尿病肾病进展严重程度的评估（疾病分期），筛选得到额肌苷、肾小球率过滤、尿蛋白等指标的组合有可能从现有的大量糖尿病人提前筛查出实际上已经进展到糖尿病肾病Ⅰ期和Ⅱ期病人，及早干预，可能延缓不可逆肾损伤的进程。

中国科学院大连化学物理研究所 张丽华教授

　　来自中国科学院大连化学物理研究所的张丽华教授带来了题为《质谱兼容的蛋白质组样品预处理技术》的报告。

　　张丽华教授首先报告了蛋白质组学研究意义。在研究背景方面，膜蛋白作为细胞内外及细胞器内外的门户和枢纽，在外界物质识别、运输以及信号转到等方面具有重要作用。约70%的药物靶点均为膜蛋白质。

　　在膜蛋白质组样品预处理方面，基于离子液体的膜蛋白质组样品预处理，理想试剂是溶解能力强；酶活兼容；易去除。张教授给我们分析了基于不同增溶试剂的膜蛋白质组分析，BMIMBF4用于人肝微粒体膜蛋白质样品的分析，鼠脑N连接糖蛋白质的全谱分析，离子液体对膜蛋白质的溶解机理是阳离子烷基链的疏水相互作用。对于基于双相柱的膜蛋白质组样品预处理，它的优势是：实现膜蛋白质酸性增溶剂溶解和碱性条件酶解兼容；整个膜蛋白质样品预处理时间缩短至3.5h；减少样品损失，适用痕量样品分析，并可提高定量分析的准确度和精密度。

　　在基于中空纤维膜组件的集成化样品预处理方面，Hela全提蛋白回收率达到99.4%，SDS去除效率达到97%以上。集成化蛋白质组样品预处理装置的膜接口体积约为1μL，可以快速完成样品溶液的交换；腔体体积约为6mL，约2min可以完成腔体溶液置换。

　　最后张教授课题组总结道发展与质谱兼容的样品预处理技术对于提高蛋白质组分析的灵敏度至关重要；基于离子液体和双相柱的膜蛋白质组样品预处理方法可显著提高蛋白组的定性和定量分析能力；基于中空纤维膜的蛋白质组样品预处理组件可以显著提高样品预处理和质谱鉴定的兼容性；而化学衍生、靶上富集、膜内富集等样品预处理技术同样值得关注。

中国科学院北京基因组研究所 刘斯奇教授

　　来自中国科学院北京基因组研究所的刘斯奇教授带来了题为《Integration of SWATH and MRM for biomarker discovery of esophageal squamous cell carcinoma》的报告。

　　刘斯奇教授首先给我们讲到质谱数据如何应用和定量组学的特点；给我们分析了从定量分析得出的蛋白质生物标志物。刘教授说目前，许多蛋白质生物标志物的研究者失败在验证阶段；在抗体验证的方法受到了限制，验证需要先进的技术。随后刘教授报告了在DDA上的蛋白质组学；什么是SWATH，以及MRM可能是验证的关键技术；SWATH / MRM耦合的可行性；他们课题组基于DIA的生物标志物的发现和验证策略。

　　最后刘教授总结道DIA的战略，SWATH和MRM的组合出现在发现和验证生物标志物蛋白有相对较短的试验周期和一致的物理测量等优点；对生物标志物从发现到验证一个明显的线索，294上调（集中组织，SWATH），146（集中组织，SWATH为MRM），133（个体组织，MRM），49（个体血清，MRM），和13响应操作（个体血清，MRM）； 该数据基本与血清中的食管癌相关蛋白的其他报道一致。

复旦大学 陆豪杰教授

　　来自复旦大学的陆豪杰教授带来了题为《基于生物质谱的蛋白质组定量和验证新方法》的报告。

　　陆教授首先介绍了定量蛋白质组学研究的对象有细胞、组织和体液；研究的内容为蛋白质在不同生理、不同病理、不同刺激下的表达变化；通过对基础研究可以发现细胞分化和信号转导的机理，对疾病研究可以有助于早期诊断，干预治疗和预后评价；用到的技术有免疫分析、蛋白芯片、凝胶电泳和生物质谱。蛋白质组定量的特点是蛋白质组的复杂性和需求多样性。

　　随后陆教授报告了基于生物质谱的定量蛋白质组学，相对定量应用于对不同样本蛋白质表达量进行的相对比较分析；绝对定量应用于测定蛋白质的绝对量或浓度。非标定量，对样本操作最少，无需同位素内标，对液相色谱串联质谱的稳定性和重复性要求较高。标记定量有15N标记和稳定同位素氨基酸细胞培养标记（SILAC），绝对定量是将标记稳定同位素的内标肽段加入待测样本后进行质谱检测，多用于疾病蛋白质组学研究中的对潜在蛋白标志物的验证。

　　终端标记二级质谱定量它基于串级质谱b，y碎片离子对定量模式，定量准确度高；可以应用于所有的质谱仪器；为de novo测序和肽段鉴定提供了更多依据。同位素标记蛋白C末端研究难点是相比于蛋白N端，羧基的反应活性不高；能够特异性区分蛋白C末端羧基和酸性氨基酸侧链羧基的方法有限；C末端肽段的相对定量技术未见报道。

　　接着陆教授报告了目标蛋白高通量定量新方法Hyperplex-MRM；甲基化辅助的GELC-MS高通量定方法；基于MRM技术的候选生物标志物验证方法；应用于大肠癌生物标志物的定量。陆教授最后总结理想的基于质谱定量的标记要求：标记效率高；色谱分离行为高度一致；有助于质谱离子化；有助于质谱裂解。

赛默飞世尔科技（中国）有限公司 张伟博士

　　来自赛默飞世尔科技（中国）有限公司的张伟博士带来了题为《基于静电场轨道阱Orbitrap的蛋白质组学技术突变与应用进展》的报告。

　　张伟博士首先讲到静电场轨道阱Orbitrap是基于傅里叶变换原理。它在最新技术突破与应用进展方面不断突破蛋白质组学分析极限。1.Q- OT-qlT动态扫描管理技术方面，突破定性蛋白质组学极限，基于Q-OT-qlT，一小时实现蛋白质组学深度覆盖。2.在同步母离子选择（SPS）定量技术方面，突破定量蛋白质组学瓶颈，解决TMT/iTRAQMS2定量不准确、MS3定量灵敏度低问题；MSX技术实现一级标记的二级定量。3.在数据非依赖性采集（DIA）扫描方面，DIA、MSX-DIA、Full MS-DIA等多种创新模式，窗口最小达3 Da，实现了DDA与DIA的统一。