临床研究中,血液样本是重要的生物信息来源,而作为生命活动和生物功能的执行者,蛋白质是血液样本中最关键的信息大分子。但是,血液样本的复杂性为蛋白质组的研究带来巨大的困难,存在诸如高丰度蛋白含量占比高、动态范围大,蛋白种类复杂等问题,导致血液蛋白质组的研究存在巨大的挑战。此外,血浆/血清样本质量、检测稳定性、数据可信度和检测深度等都是影响血液蛋白质组数据质量的重要因素。

图1(左) 血液中不同丰度蛋白的浓度和排名分布;(右) 血液中已发现的biomarker的排名分布
经过多年持续创新研发,景杰生物对血液蛋白质组进行了全面升级,推出了三款基于磁球的高深度血液蛋白质组学检测产品:“潜龙”--Blood+DIA、“海龙”--10X Blood+DIA、“蛟龙”-- 10X高深度Blood+DIA,可分别实现在血浆中鉴定超过2500、4000、6000种蛋白质。这一突破性进展打破了传统血液蛋白组学研究的限制,开启了高质量、高深度的血液蛋白质组学革新时代。
技术原理
景杰生物推出Blood+DIA(基于抗体)及Blood+DIA(基于磁球)的技术路线:
Blood+DIA(基于抗体)的技术优势在于可特异性去除高丰度蛋白,提高中低丰度蛋白鉴定数量;
Blood+DIA(基于磁球)的技术优势在于去除高丰度蛋白的同时,可富集低丰度蛋白,起到“均衡”的效果,蛋白深度提升明显,也特别适合于大规模队列样本的分析。

仪器设备
Thermo Scientific Orbitrap Astral
Bruker timsTOF Pro2/HT
技术优势
1、自研纳米微球(ProteoMaxTM和升级版ProteoMax proTM),显著提升中低丰度蛋白鉴定深度;
2、开发ProTeoMaster®全流程自动化平台,专用血液蛋白组研究。自动化机器人替代人工处理,提升样本检测的效率和平行性,特别适用于大队列样本分析。
3、针对血液蛋白质组研究构建超高深度谱图库,数据库包含10000+血液蛋白信息谱图库,大幅度提高蛋白鉴定深度和准确性;
4、采用严格的经过人工验证和注释的高质量非冗余蛋白质数据库Swiss-Prot,去除数据“灌水”,确保研究结果的准确性和有效性;
5、结合最新的质谱检测平台-10X Proteomics平台,从更高、更快、更深三个维度保障数据检测深度及准确性!
高深度血液蛋白组学数据能为科学家提供了大量未探索、高价值的血浆蛋白质数据,对于揭示体液蛋白与疾病间的未知联系至关重要,对疾病标志物的发现和药物靶点发现等具有显著的推动作用。
在最新的内部测试中,景杰生物成功克服了血浆蛋白质的高动态范围和低丰度蛋白等挑战,将血浆蛋白质组的检测深度提升至8000+。利用10X高深度Blood+DIA技术,成功从30例健康组及疾病组血浆样品中共鉴定到8487种蛋白。
血浆中的血小板和血细胞干扰会显著提高血液蛋白质组的鉴定深度,但是会严重影响到蛋白数据质量,影响后续验证。因此,对血液样本的严格质控非常关键。在最近的内测中,我们对血浆样本的质量进行了严格评估。测试结果显示,以血小板蛋白为例,其蛋白占比均小于3%,这一低血小板占比表明样本质量良好,确保了后续结果的高可靠性。蛋白质数据库的选择同样也决定了数据质量,景杰生物采用严格的蛋白质数据库(20,429条蛋白序列)确保数据的可靠性,减少各类IgG变体和蛋白片段。
在大队列蛋白组研究中,质谱技术和实验体系的稳定性至关重要,直接影响数据的可靠性。体系的高稳定性可以确保在整个研究期间内,样本到样本之间具备一致和重复的结果,从而提高研究的整体质量和可信度。
根据我们的最新内部测试,质谱仪器在连续运行一个月,通过Pearson相关性热图显示,所有样本间的相关性≥0.98,这充分证明了基于质谱的高深度血液蛋白组学分析上千例血液样本的高稳定性。
人们依靠质谱技术已建立了人类血浆蛋白组数据库(Human Plasma Proteome Project, HPPP),获得了4608种血浆蛋白质的信息。景杰生物通过技术创新,不断突破检测上限,在鉴定到的8487种血浆蛋白中,有3325种能匹配到HPPP数据库。剩余5162种蛋白是景杰高深度血液蛋白组平台新鉴定/新发现的血浆蛋白。
通过深入挖掘血液数据,发现了一系列重要的功能蛋白,在浓度上覆盖了全部HPPP数据库的动态范围:如参与脂蛋白代谢的高丰度蛋白APOB(100 mg/L);内分泌疾病及代谢综合症相关的SHBG(9.1 mg/L);与炎症和脂质转运相关,在动脉粥样硬化和糖尿病中发挥重要作用的CD36(5.3 µg/L);与血红素结合,潜在的生物标志物或治疗靶点的HEBP1(290 ng/L);具潜在药物靶点价值的心肌特异性蛋白TNNI2(110 ng/L);丰度极低的炎症因子IL18(16 ng/L)和IL16(7.3 ng/L);以及HPPP数据库已报道浓度最低的RNF213(3.5 ng/L)。这些发现进一步展现了血液高深度蛋白组学平台发现更多创新功能蛋白的巨大潜力!