课程回顾 | 新冠之后，感染类疾病可以这样研究

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2月20日晚，由资深产品经理姚丽燕老师主讲的第二节线上课程《感染类疾病的蛋白质组学和代谢组学研究方案分享》，已圆满结束。以下是课程视频、课件以及问题答疑，供大家参考。

课程回看

以下是部分重要PPT内容，供大家对照理解：

新型冠状病毒感染人体细胞的关键在于其S蛋白与人体ACE2蛋白的结合。所以研究重点来了，蛋白互作（PPI）。病毒感染是病毒和宿主的博弈过程，病毒利用复杂的蛋白质与蛋白质相互作用（PPI）找到合适的宿主，再利用复杂的PPI破坏宿主免疫系统进行自身复制进而存活和传播；与此同时宿主也会通过PPI激活体内防御系统来对抗病毒。

非靶向蛋白定量的研究主要有标记和非标记两类技术。标记类中使用最广、也最成熟的是iTRAQ、TMT、IBT这类基于同重同位素的体外定量技术，更适用于少量样品的研究；非标记技术根据质谱采集模式不同，分为DDA（Data dependent acquisition 数据依赖型采集）和DIA（Data independent acquisition 数据非依赖型采集），更适用于大量样品研究。

基于质谱的靶向蛋白定量技术，有SRM、MRM、PRM等；这类技术通过对质谱参数进行设置，只采集目标蛋白对应的肽段或碎片离子的信息，无需抗体，且一次实验在约1小时内可以对几十个到几百个蛋白同时进行检测。当关注的蛋白质没有相应抗体、或需要检测的蛋白数量比较多时，推荐采用此类技术。

蛋白定量的经典研究方案，“非靶向+靶向”的“发现+验证”思路，是采用非靶向技术进行前期的发现阶段研究，之后采用靶向技术对基于发现阶段筛选出的蛋白质进行验证。

生物体内的蛋白质经过折叠、翻译后修饰后去行使各项功能，除了常见的修饰有磷酸化、乙酰化、泛素化、糖基化等，目前已经发现超过400种蛋白翻译后修饰，研究的创新想象空间特别大。这些修饰后的蛋白质表达量相对比较低，所以在研究时需要将修饰后的蛋白质相应肽段富集后、再进行检测。而针对不同的蛋白修饰有不同的富集方式，比如研究磷酸化常用的是TiO2方法。富集之后的定量研究采用的就是蛋白定量的相关技术。

代谢组学根据研究对象的不同，分为非靶向代谢组学和靶向代谢组学。非靶向代谢组学的研究对象是机体内全部的代谢物，希望能尽可能全面地覆盖到更多的代谢物种类；靶向代谢组学不同于非靶向代谢组学，它是针对特定的代谢物进行检测分析，通过标准品进行绝对定量，可以更准确地监测代谢的动态变化过程，靶向代谢组学具有特异性强、灵敏度高、准确度高、重现性好、线性动态范围宽等突出优点。

代谢组研究策略，从非靶向代谢组学到靶向代谢组学。首先采用非靶向代谢组学无偏向性地对样本中所有的代谢物进行检测分析，筛选出差异代谢物，进行差异代谢物的鉴定，使用标准品对鉴定结果进行确认，完成生物学意义的阐释；再通过靶向代谢组学对有意义的代谢物进行验证分析，为生物标志物的深入研究和开发利用提供有力支持。

近来，华大质谱陆续推出了系列新品，关注纳克级蛋白定量、Dr.Tom质谱云等新技术新平台的老师，可以联系华大科技当地销售详细了解。

此外，以下是课程中分享的案例。

蛋白互作：

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmid/30550789/

蛋白定量：

https://www.nature.com/articles/s41586-019-0987-8

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmid/30867825/

蛋白修饰：

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmid/31671511/

代谢组：

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6881435/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6784103/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6829863/

课程答疑

1. 蛋白质定量技术 iTRAQ 和SWATH的差异和优劣？

iTRAQ属于标记定量，是基于标签的蛋白定量技术，类似技术还有IBT、TMT；SWATH和DIA技术均属于非标记label free，SWATH的质谱采集方式也是DIA，只是名称不同。两类技术没有严格的说法哪种更好，而是需要结合实验目的和研究背景，选择更合适的技术。如果重点关注差异蛋白，样本量较小（样本数<10时）时，优先选用iTRAQ、IBT、TMT标记定量技术；而在样本数大于10时，选用非标记label free定量技术；如果我们重点关注不同样本的蛋白有和无，选择非标记label free定量技术。

2. 没有抗体的蛋白质可以采用哪种质谱技术进行检测？

一般在进行目标蛋白检测时，通常会采用传统的抗体法（如ELISA，Western Blot），对于有抗体或者需要检测的蛋白数量比较少时也推荐此类技术；但对于没有抗体或抗体获取困难、或者需要检测的蛋白质数量比较多时，可以采用质谱法进行验证，常用的方法有MRM、PRM，通过选取目标蛋白的特异性肽段或碎片信息建立质谱方法并进行检测。

3. 代谢组学可以定量吗？

代谢组学根据研究对象的不同，主要分为非靶向代谢组学和靶向代谢组学。这两类技术都是可以进行定量的，其中非靶向代谢组学主要进行相对定量，靶向代谢组学采用标准品绘制标准曲线做到绝对定量。

4. 代谢组数据发表文章，必须要用标准品鉴定吗？还是二级匹配数据库就可以？

目前代谢组学文章，有些进行了标品验证，有些没有，只有基于数据库的匹配。具体情况要看研究目的以及文章重点等。从严谨角度讲，还是建议进行标准品验证。

对单细胞、代谢组、多组学联合分析等主题感兴趣的老师，敬请关注后续课程。

课程预告

2020华大科技春季培训设置了4大主题：从数据到文章、蛋白代谢全贯穿、轻松玩转基因组、单细胞研究实战，以下是课程安排，有需要的老师可以先收藏，不要错过学习哦！

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