DIA定量蛋白组学技术
产品介绍

DIA ( Data independent acquisition )定量蛋白组学技术是近年发展起来的一种新的非依赖性采集定量技术, 其二级离子碎裂不依赖于一级碎裂的结果。而是根据质荷比把质谱扫描范围分成若干个窗口,对每个窗口中所奇的母离子碎裂并检测, 采集所有母离子的碎片离子信息进行蛋白质定性和定量。

相对于数据依赖采集模式(DDA), DIA具有全景扫描、定量准确性高、数据利用度高等优势。新兴的4D-DIA蛋白质组学在3D蛋白质组学(保留时间、 质荷比、离子强度)基础上,增加了离子淌度这一维度,使结果更准确。

除传统DIA策略外,我们还提供Direct DIA策略。传统DIA需要建立谱图数据库, 基于此谱图数据库进行DIA数据分析。而Direct DIA技术不需要建库,采用数学建模来做定性分析,使实验过程更简单。

DIA定量蛋白组学技术
产品应用

DIA定量蛋白组学技术-产品应用

实验流程

DIA定量蛋白组学技术-实验流程

技术参数

DIA定量蛋白组学技术-技术参数

研究内容

DIA定量蛋白组学技术-研究内容

基于DIA的COVID-19患者鼻咽拭子蛋白组分析

研究背景

自从新型冠状病毒肺炎(COVID-19)爆发以来,人们一直致力于了解病毒的发病机制和宿主对SARS-CoV-2的免疫反应。在SARS-CoV-2研究中,对是否被感染的细胞、动物模型或临床样本进行分析,可识别不同的宿主变化。尽管通过RT-PCR可以对常规收集的鼻咽(NP)拭子进行SARS-CoV-2检测,但尚未系统地通过鼻咽拭子蛋白组检测来分析宿主变化。所以,本研究试图通过鼻咽拭子样本的蛋白组检测来表征宿主的反应。

样品来源

45个SARSCoV-2阳性和45个阴性NP拭子样本

方案设计

在平行累积连续碎裂技术(PASEF)的数据依赖性采集(DDA)模式下进行鼻咽拭子样本的蛋白鉴定。随后,使用PASEF-DIA技术对90个鼻咽拭子样品进行蛋白质组定量分析。

主要结果

1.蛋白质组全面定量分析方法比较

采用DDA和DIA蛋白分析技术,共鉴定出4747种蛋白,其中DDA三次生物学重复检测的共有的蛋白数是2721个(51%), 在DIA三次重复中均鉴定出相同的蛋白数4490 ( 94%)。DIA实验中样本间的相关性略高于DDA的,由此可以看出DIA的重复性更好(图1)。

2.PASEF-DDA鉴定鼻咽拭子的全部蛋白质

通过PASEF-DDA数据分析共鉴定到7723个蛋白质,将该结果进一步在基因水平上与既往另外两项NP拭子蛋白研究相比较。结果显示,本研究涵盖了先前两个研究中检测到的大多数分子。除此之外,还鉴定了5110个以前未发现的基因。说明本研究提供了迄今为止NP拭子类项目中最全面的一个。

图1 PASEF-DDA和diaPASEF实验三次生物学重复的蛋白质组数量及样本间的相关性

图2 鼻咽部蛋白质组

3.鼻咽拭子DIA定量分析

共检测到79703种肽,对应5023个蛋白,每个样本平均有3387个蛋白。排除仅在阳性或者阴性样本中存在的蛋白质,最终选择4943个蛋白质用于进一步分析。结果发现,在阳性样本中577种蛋白质上调,46种下调。对这些差异蛋白进行亚细胞定位分析发现,这些蛋白主要分布在细胞质中。功能富集分析发现,与病毒感染相关的先天免疫应答蛋白显著富集,通路包括I型IFN信号传导途径等(图3)。

图3 diaPASEF蛋白质定量分析

参考文献

Dong-Gi Mun, Patrick M Vanderboom, Anil K Madugundu et al. DIA-Based Proteome Profiling of Nasopharyngeal Swabs from COVID-19 Patients. J Proteome Res. 2021 Aug 6;20(8):4165-4175. doi: 10.1021/acs.jproteome.1 c00506. Epub 2021 Jul 22.

房水中蛋白组变化反映了完全正常眼压青光眼患者的结构和功能表型

研究背景

有研究显示房水(AH)和正常眼压性青光眼(NTG)中蛋白水平变化之间可能存在关联,但NTG的潜在致病机制以及特异性分子生物标志物尚未解析清楚。本研究旨在通过分析患者来源的AH蛋白质组及其与来自视野测试(VF)、光学相干断层扫描(OCT)和OCT血管造影( OCTA)的各种功能和结构参数的相关性来鉴定晚期NTG的新型生物标志物。

样品来源

20名NTG患者和20名年龄/性别匹配的单纯性白内障对照受试者在接受青光眼手术或者白内障手术时收集的AH

方案设计

来自对照和NTG受试者的五个AH混合样本用于label-free ( LFQ)定量分析,对每组另外10个AH样本进行DIA分析用于验证label-free的结果。对两组间的差异蛋白进行功能富集和网络互作分析,并通过ELISA法检测差异蛋白的表达情况来验证DIA的结果。

主要结果

1.NTG患者与对照组之间的蛋白组分析

以FDR是1%为标准对label-free结果进行筛选,共存在603个差异蛋白。对这些蛋白进行主成分(PCA)分析,结果发现两组之间有不同的蛋白表达模式。GO细胞组分分析发现,这些蛋白大多数是质膜蛋白、胞外区域蛋白或与囊泡有关。在差异表达的61个蛋白中,与对照相比NTG患者中50个蛋白质上调,11个蛋白质下调(图1)。

图1 NTG患者与对照组之间的差异蛋白分析

2.DIA蛋白定量分析用于验证差异表达蛋白(DEP)

为验证表达变化的蛋白质,每组分别取10个单独的AH样本进行DIA分析。以相对丰度倍数变化>1.5、p值<0.05为标准进行筛选,发现68种蛋白质显著上调,43种蛋白质下调。与LFQ分析相比,通过DIA分析验证的结果中共12个DEP显示出一致的增加和减少趋势(图2)。

3. 临床参数与蛋白表达水平的相关性

为评估晚期NTG患者AH中检测到的DEP的临床意义,进一步研究了VF、OCT和OCTA的临床重要参数与DEP的表达水平之间的相关性。结果发现,12个DEP中的8个与VF、OCT和OCTA参数显著相关。接受者操作特征(ROC)曲线分析进一步评估与NTG相关的六种蛋白质(IGFPB2、C7、B2M、ENO1、DCD和KPRP)的灵敏度和特异性(图3) ,曲线下面积(AUC)值高于0.7,表明分类器可以很好的区分NTG患者和正常对照。

图2 DIA检测的差异表达蛋白的火山图和DIA和LFQ比较后的热图
图3 NTG患者和对照者AH中6种选择标记蛋白的盒形图和受试者工作特征(ROC)曲线
参考文献

Proteome alterations in the aqueous humor reflect structural and fuSi Hyung Lee, Jae Hun Jung, Tae Kwann Park, et al. Proteome alterations in the aqueous humor reflect structural and functional phenotypes in patients with advanced normal-tension glaucoma. Sci Rep. 2022 Jan 24; 12(1): 1221. doi: 10.1038/s41598-022-05273-0. patients with advanced normal-tension glaucoma.