iCMS2017第八屆質譜網絡會議——生物醫學及生命科學

　　儀器信息網訊  儀器信息網與中國化學會質譜分析專業委員會合作舉辦的第八屆質譜網絡會議(iConference on Mass Spectrometry，iCMS2017) 於2017年11月21日正式開幕。本屆質譜網絡會議為期四天(11月21日-24日)，共設質譜新技術、生物醫學及生命科學、食品分析、環境分析、藥物分析共五個專場。

　　生物醫學及生命科學專場在11月22日舉行，普渡大學教授陶緯國、安捷倫資深應用工程師 宋越、德克薩斯大學奧斯汀分校研究助理張佳玲、沃特世高級應用工程師陳熙、復旦大學副教授申華莉、中國科學院水生生物研究所高級實驗師楊明坤、SCIEX高級市場發展專員劉宏偉、中國農業大學副教授李溱、中南大學教授詹顯全在線上給大家分享了精彩的報告。

　　生物醫學及生命科學 (上)

 

報告人：普渡大學教授 陶緯國

報告題目：血液中囊泡內磷酸化蛋白分析在癌症檢測中的應用

　　目前腫瘤診斷的主要方式是組織活檢，那麼有沒有一種更好的替代診斷方式，是否可以用液體活檢替代組織活檢？陶緯國跟大家分享了他進行的研究成果。生物體內，蛋白的磷酸化與癌症發生有著密切聯繫。而肝臟分泌的磷酸酶，會將血液中的這些蛋白去磷酸化，同時還存在其他蛋白的幹擾，想從血液中找到這些磷酸化蛋白極為困難。陶緯國發現胞外囊泡的存在卻使這一想法成為了可能，微囊泡和外泌體中有穩定存在的磷酸蛋白。通過質譜技術對乳腺癌患者血漿內的磷酸蛋白進行鑑定研究，他發現用胞外囊泡中的磷酸蛋白進行疾病診斷是可行的，可以替代組織活檢，這是一種識別疾病生物標誌物的新方法。接下來，他還會就相關方向進行更加精準的乳腺癌研究、前列腺癌動物模型研究等。

報告人：安捷倫資深應用工程師 宋越

報告題目：基於高分辨質譜技術的定性代謝流分析

　　宋越介紹了安捷倫蛋白質組學研究平臺以及基於高分辨質譜技術的定性代謝流分析的完整解決方案。代謝流機理研究的方法為穩定同位素標記法，即通過監測同位素異數體的變化來研究機理。代謝流研究已經從低分辨走向高解析度質譜，數據採集完之後進行處理，因為¹³C天然同位素的存在會干擾計算，所以耗費較長時間，而安捷倫的Profinder軟體可以直接扣除本底背景幹擾，節省分析時間。另外，VistaFlux是安捷倫的獨家解決方案，在創建目標代謝物列表採集數據後，可快速提取特徵，同時通路可視化，可以將整個數據分析過程降低至數分鐘。宋越以治療白血病藥物的代謝流分析、天冬氨酸代謝通路研究為案列，說到安捷倫可以為代謝組學研究提供穩定可靠的軟硬體平臺。

報告人：德克薩斯大學奧斯汀分校研究助理 張佳玲

報告題目：新型手持式質譜筆在癌症研究中的應用

　　傳統的組織學檢測方法通常耗時耗力，並且癌症組織複雜的組織結構和細胞形態，使得該方法具有明顯的局限性。張佳玲的報告講的是新型手持式質譜筆在癌症研究中的應用，即一種自動化並且生物兼容的手持式質譜裝置用於對人體癌症的快速且無損的分析。該裝置稱為質譜筆，通過對水滴的自動控制在所要分析的組織表面進行萃取，以獲得生物分子信息來進行分析和診斷。張佳玲研究團隊分析了20張人體的組織切片以及253個人體組織樣品，包括甲狀腺，肺，乳腺，以及卵巢的正常和癌症樣品。在不同的人體樣品中，研究人員可以檢測到豐富的分子信息包括低分子量的代謝物分子，脂類以及蛋白分子。通過統計學方法對所獲得質譜數據進行分析，結果顯示對正常組組織和癌症組織的區分，靈敏度和專一性分別可達到96.4%和96.2，準確率為96.3%。最後，他們還對活體小鼠進行分析，實驗結果顯示分析過程不會對小鼠造成任何明顯的損傷。

報告人：沃特世高級應用工程師 陳熙

報告題目：使用新型質譜技術(離子淌度、非變性質譜、氫氘交換質譜)進行蛋白高級結構表徵

　　針對蛋白質高級結構表徵研究，陳熙介紹了多種新型質譜技術，包括離子淌度高分辨質譜、非變性質譜、氫氘交換質譜技術。通過應用案例分析，她詳細介紹了這些技術在生物藥分析上的最新應用進展，非變性質譜通過搭配不同選擇範圍的四級杆可以實現大分子量蛋白的測定，使複雜糖基化蛋白的完整分子量測定成為可能;離子淌度分離技術根據化合物漂移的時間差異為常規高分辨質譜增加了更多一個維度的分離能力，有助於蛋白質藥物常規結構表徵如二硫鍵錯配;氫-氘交換質譜技術在蛋白質藥物高級結構、動態變化、小分子結合位點研究上發揮著重要作用。

報告人：復旦大學副教授 申華莉

報告題目：N-糖蛋白質組富集，鑑定和定量新方法的發展和應用

　　蛋白質糖基化修飾具有重要的生物學功能，機體功能的實現主要依賴蛋白不同修飾，但糖修飾蛋白的特異識別/富集、位點/糖鏈結構、糖肽/糖鏈定量的分析方法一直滯後，是目前國際研究的熱點和難點。申華莉課題組發展了一系列N-糖基化位點的富集，鑑定和定量新方法：包括N-糖基化修飾的富集新方法，N-糖基化肽段富集方法的整體優化，實現了高靈敏的N-糖基化肽段富集;發展了完整糖肽鑑定的質譜流程和搜庫軟體pGlyco 2.0，實現了大規模，自動化和高準確度的one-step N糖肽質譜鑑定，並獲得迄今為止最大的N-糖肽數據集。她以凝集素晶片揭示阿爾茲海默病鼠腦蛋白糖鏈模式變化的實際案例介紹了這一流程及其在疾病研究中的應用。

　　生物醫學及生命科學 (下)

報告人：中國科學院水生生物研究所研究員 葛峰（楊明坤代講）

報告題目：蛋白基因組學(Proteogenomics)及其分析軟體的開發和應用

　　蛋白基因組學(Proteogenomics) 是基於高精度的串聯質譜數據對基因組進行注釋,不僅能在蛋白質水平上驗證基因表達和模式，還能提供蛋白質組層面特有的信息，如翻譯後修飾、信號肽等,目前已成為功能基因組學研究不可或缺的重要工具。然而，對海量質譜數據實現全面和精準的解讀仍是當前蛋白基因組學研究的瓶頸，目前仍缺乏專業、高效的蛋白基因組學分析方法與軟體，限制了其在生命和健康領域的應用。

    楊明坤講到，課題組在前期完成的模式藍藻的蛋白基因組學分析工作的基礎上，基於水生所的超級計算平臺，開發了開源的針對原核生物的蛋白基因組學專業分析軟體GAPP。該軟體整合了多組學資料庫搜索、類別錯誤率評估以及非限制性翻譯後修飾鑑定等多種方法，可實現針對海量質譜數據的快速、精準分析。利用該軟體對已發表的幽門桿菌(Helicobacter pylori)蛋白質組學數據進行了測試，重新注釋了幽門桿菌的基因組，鑑定到84.9%的已注釋編碼基因並發現了20個新基因，同時，利用該軟體還實現了幽門桿菌的蛋白質翻譯後修飾的全局系統發現，為幽門桿菌基因組的深入解讀及其功能分析奠定了基礎，也為深入研究幽門桿菌致病的分子機制提供了新的研究方向。該軟體實現了「一鍵式」的原核生物蛋白質基因組學快速、精準分析，使用者只需具備簡單的生物信息學知識,按照軟體的指令，可在24小時內完成原核生物的蛋白質基因組的精準鑑定和功能分析，該軟體有望成為解讀原核生物基因組及其功能分析的有力工具。

報告人：SCIEX高級市場發展專員 劉宏偉

報告題目：SCIEX在精準醫學中的全面解決方案

　　劉宏偉給大家帶來了SCIEX在精準醫學中的全面解決方案的報告。關於精準醫學，她講到，精準應該是對正確的病人，在正確的時間，給正確的治療。相對於無差別治療，更應該根據個人情況進行個性化治療。從科研到臨床，SCIEX提供一整套解決方案，用於蛋白、代謝、脂質水平的分析，從高分辨質譜到三重四極杆質譜，從生物標誌物發現到驗證，SCIEX提供了完整的癌症標誌物研究路線。接著，她重點介紹了SWATH技術，該技術被廣泛應用於差異表達分析、蛋白質相互作用、翻譯後修飾、大規模臨床樣品定量分析。然後，劉宏偉以先天性腎上腺皮質增生症、兒茶酚胺檢測兩個實際案列介紹了SCIEX質譜在臨床方面應用。最後，她就下一代代謝組學做了展望，並就工業代謝組學、脂質組學等做了相關介紹。

報告人：中國農業大學副教授 李溱

報告題目：基於高分辨質譜的植物代謝組學研究

　　植物代謝組學研究生物脅迫和非生物脅對植物代謝的影響以及植物產生的免疫應答反應。對不同基因型、不同生長時期的植株或植物不同部位的代謝物進行全面的定性與定量分析，發掘和鑑定未知代謝物，構建代謝途徑和代謝調控網絡。

　　李溱的報告以擬南芥為模式植物，使用高分辨質譜技術研究了植物在內源茉莉酸缺失和外源茉莉酸處理下代謝物的變化情況，分析了擬南芥野生型，茉莉酸合成功能缺失突變體(opr3)和經過外源茉莉酸處理不同時間的opr3的代謝組。他對檢測到的超過一萬個特徵離子信號進行統計分析和鑑定，共鑑定到109個差異化合物。這些化合物參與硫代葡萄糖苷代謝，色氨酸/吲哚乙酸代謝，胺基酸和多肽代謝，脂質代謝等代謝通路，揭示了內源茉莉酸在植物中的重要調控功能，實驗結果進一步通過定量PCR等技術進行了驗證。代謝組學還可以與基因組學研究相結合，開展基於代謝組學的數量性狀位點(mQTL)分析和全基因組關聯分析(GWAS)。報告使用mQTL技術研究玉米的馴化過程，分析了玉米和玉米的祖先大芻草的代謝物差異，及其在馴化過程中的變化。對調控丁布類代謝物的性狀位點進行了定位和功能分析。研究為篩選作物優良形狀，作物育種提供指導方向。

報告人：中南大學教授 詹顯全

報告題目：質譜技術在腫瘤酪氨酸硝基化蛋白質組學中的應用

　　蛋白質酪氨酸硝基化是一種化學性質穩定的氧化損害的標誌物，該修飾主要由體內亞硝酸鹽途徑產生。硝基化產生於生理條件下、富集於病理條件下、參與氧化還原系統，並且該修飾可通過酶和非酶機制而逆轉。蛋白質酪氨酸殘基的硝基化就是在苯環上加了一個硝基基團，使酪氨酸殘基苯環上的電子密度降低，影響酪氨酸殘基的化學特性。

    詹顯全通過研究發現蛋白質酪氨酸硝基化可發生在重要的蛋白質結構域或基序部位，如發生在受體-配體及酶-底物間的相互作用區域則影響其相互作用強度，如發生在二聚化區域則影響蛋白質的二聚化，如發生在酪氨酸激酶磷酸化基序則與磷酸化競爭同一個酪氨酸位點來影響蛋白質的磷酸化調節；而且，在組織和細胞內存在脫硝基化酶來逆轉硝基化過程。這樣，蛋白質酪氨酸硝基化不僅是氧化應激的生物標誌物，而且也通過調節和改變蛋白質的功能參與多種疾病如腫瘤的病理生理過程。質譜是探測、鑑定和定量酪氨酸硝基化蛋白質及其修飾位點的關鍵技術，是闡明蛋白質酪氨酸硝基化在腫瘤中作用的必須環節。此演講將討論蛋白質酪氨酸硝基化與腫瘤的關係，酪氨酸硝基化蛋白質組學的策略、特點及其在腫瘤研究中的應用，腫瘤硝基化蛋白質組學的現狀、未來發展趨勢及其質譜在其中扮演的關鍵作用。

iCMS2017第八屆質譜網絡會議開幕 質譜新技術專場強勢首發

http://www.instrument.com.cn/news/20171121/233975.shtml

iCMS2017第八屆質譜網絡會議——食品、環境、藥物分析

http://www.instrument.com.cn/news/20171124/234313.shtml