关于蛋白质组学DIA技术的前世今生和技术应用思路分析_新闻中心

大样本量、复杂体系蛋白检测怎么做？如何提高数据利用度？如何减少缺失值？面对以上问题就不得不提近几年科研圈火热的DIA蛋白质组检测技术。何为DIA? 且听陈博娓娓道来。

数据非依赖采集（data independent acquisition，DIA）技术是基于质谱的新一代蛋白组学技术。DIA技术摆脱了传统数据依赖性采集（Data-dependent acquisition, DDA）扫描的偏好性制约，可以无遗漏地获得样本中所有离子的全部碎片信息，数据利用度大大提高，缺失值更少。因此，DIA技术更适用于大样本量、复杂体系的蛋白检测。

DIA技术早在2012年就被提及，后来《Nature Methods》杂志将DIA技术评为最值得关注的技术之一，之后DIA技术就开始受到越来越多的科研人员的关注。DIA技术的出现，对于临床等大样本量的研究一定是个不容错过的选择！

如今，随着DIA技术的不断发展和扩大化的影响，已经在不少科研文章中得到了广泛的应用。在这里，小编为大家汇总了最新发表（2020.03-2020.06）应用DIA蛋白质组学方法的高分文章，供大家参考。

新冠病毒研究

微信图片_20200727105907.jpg

新冠病毒感染引起的全局性蛋白磷酸化图谱

发表时间：2020.06；

发表期刊：Cell；

影响因子：38.637；

主要技术：DIA磷酸化蛋白质组学技术；

该研究报道了Vero E6细胞中SARS-CoV-2感染的基于数据非依赖性采集（DIA）的磷酸化蛋白质组学研究，从而揭示了宿主和病毒蛋白上磷酸化的显著变化。SARS-CoV-2感染促进了酪蛋白激酶II（CK2）和p38 MAP激酶的活化、多种细胞因子的产生以及有丝分裂激酶的抑制，从而导致细胞周期停滞。通过将全局磷酸化图谱匹配到失调的激酶和通路，共筛选出87种药物和化合物。研究人员还发现p38、CK2、CDKs、AXL和PIKFYVE激酶的药理抑制作用具有抗病毒功效，可能作为COVID-19的潜在治疗方法。

脑脊液蛋白质组研究

微信图片_20200727110007.png

脑脊液蛋白质组学分析揭示了阿尔茨海默症新型生物标志物

发表时间：2020.06；

发表期刊：Molecular Systems Biology；

影响因子：8.991；

主要技术：DIA定量蛋白质组学技术；

该研究利用DIA全息扫描蛋白质组学技术对不同地域（瑞士、柏林、马格德堡）来源的三个独立队列共197例人群的脑脊液样本进行深度蛋白质组学分析，通过三个队列蛋白质组的整合和独立对比，寻找表达一致的差异蛋白，同时完成标志物的筛选与验证。最终筛选出40种特征蛋白可作为阿尔兹海默症的新型诊断生物标志物，之后进一步结合临床数据以及机器学习等方法对标志物进行综合评价，再次验证标志物的可靠性。

修饰蛋白质组学研究

微信图片_20200727110037.png

趋化因子受体CCR2激活引起的信号网络的磷酸化蛋白质组学特征

发表时间：2020.05；

发表期刊：Journal of Biological Chemistry；

影响因子：4.238；

主要技术：DIA磷酸化蛋白质组学技术；

该研究采用磷酸化蛋白质组学对CCR2的CCL2激活所导致的信号网络进行了无偏见的表征。采用数据非依赖性(DIA)质谱分析方法，对CCL2激活后6个时间点稳定表达CCR2的FlpIn-HEK293T细胞的磷酸化蛋白质组进行定量分析。差异表达分析确定了441个蛋白上699个显著调控的磷酸化位点。正如预期的那样，这些蛋白中的许多都参与了典型的信号转导途径和肌动蛋白细胞骨架动力学的调节，包括大量的鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEFs)和GTPase激活蛋白(GAP)。此外，我们在许多在细胞核中起作用的蛋白质中确定了受调控的磷酸化位点，包括核孔复合体的几个成分。该研究提供了前所未有的CCR2信号传导的细节，并确定了CCR2功能调节的潜在靶点。

与鸟枪法联合实验

微信图片_20200727110117.png

鸟枪法和数据非依赖性采集质谱揭示了一种基于循环的细胞外囊泡的大肠癌新筛查工具

发表时间：2020.04；

发表期刊：Journal of Extracellular Vesicles；

影响因子：14.976；

主要技术：TMT+磷酸化蛋白质组学+DIA+PRM；

该研究使用基于串联质谱标签（TMT）蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学来确定肿瘤特异性EV蛋白的优先级。使用蛋白质印迹法（WB）在第二个独立队列和一个荷瘤小鼠模型中验证了结果。DIA-MS在第三组中进一步验证了候选生物标志物。最终发现了一种蛋白FGA可作为区分患者与健康对照者的生物标志物，并采用PRM对其进行进一步验证。DIA-MS检测FGA+crEVs是一种潜在的快速、无创性筛查工具，可用于早期CRC的识别。

肿瘤标志物研究

微信图片_20200727110148.jpg

基于组织的蛋白质组特征揭示了胸腺上皮肿瘤的新型亚型和预后标志物

发表时间：2020.04；

发表期刊：Molecular Oncology；

影响因子：6.574；

主要技术：DIA+PRM；

该研究通过数据非依赖性采集质谱（DIA-MS）分析了90个胸腺上皮肿瘤（TETs）组织样品，从而发现了不同TET亚型之间的新型分类分子。并探索了临床结果与已鉴定分子之间的相关性，并通过平行反应监测（PRM）以及免疫组化和共聚焦成像分析进一步验证了其余TET组织样品（n = 44）中的优先蛋白质。最终筛选出两种蛋白CNOT2/9和SHMT1可作为TET诊断的预后标志物。

食品领域研究

微信图片_20200727110216.jpg

综合广泛靶向代谢组和DIA蛋白质组分析了解乌龙茶生产过程中特有的非挥发性化学成分的形成机理

发表时间：2020.04；

发表期刊：Food Chemistry；

影响因子：6.306；

主要技术：DIA蛋白质组学+代谢组学；

该研究为了解释乌龙茶加工过程中茶叶小分子动态变化的酶调节作用，以不同加工阶段采集的茶叶样品为研究对象，以未加工鲜叶为对照，进行了代谢组学和DIA蛋白质组学研究。结果共鉴定到782种代谢物，其中46种作为生物标志物在生产过程中发生了显著变化。共鉴定到7245个蛋白质。其中，苯丙氨酸解氨酶、前氧化酶和多酚氧化酶等多种酶的丰度与其相应催化产物的动态变化呈正相关。关联分析表明，在酶催化过程中，碳水化合物、氨基酸、类黄酮等非挥发性成分的产生与相关蛋白质的丰度有不同程度的相关性，可能对乌龙茶的综合风味有贡献。

用于大规模样本分析

微信图片_20200727110308.jpg

基于质谱的简化蛋白质组学工作流程用于大规模FFPE组织分析

发表时间：2020.03；

发表期刊：The Journal of Pathology；

影响因子：5.979；

主要技术：DIA定量蛋白质组学技术；

该研究采用最先进的数据独立采集（DIA）和数据相关采集（DDA）MS工作流程，直接从组织病理学玻片上对大型FFPE组织群组进行定量分析。该研究展示了DIA模式下单针鉴定到约5000个蛋白，并且观察到长期保存的样本（> 15年）中蛋白鉴定降低的趋势适中。该篇研究成果提示了DIA技术在FFPE类型大队列样本的高通量应用潜力。

总结

DIA技术的应用越来越广泛，主要原因还是得益于其无偏见的扫描模式，定量稳定性以及重复性等特点。舍为斯生物在DIA定量蛋白质组学方面项目经验丰富，拥有国际一流的质谱平台，海归坐镇专业生信分析团队，为您提供最专业的蛋白质组学研究服务，还能为您提供专业的代谢组学、转录组学等科研服务，让您在科研道路上乘风破浪。