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US HUPO会议跟踪：4D-蛋白质组前沿报道
本文部分内容选自布鲁克公众号。
HUPO国际大会（Human Proteome Organization World Congress）是全球蛋白质组领域的盛会，也是蛋白质组领域最高规格的学术大会，第17届US HUPO年会于2021年3月8-12日在美国如期召开，受到疫情的影响，今年采用“线上会议”形式举办。
US HUPO会议主题为：从单细胞到系统生物学的蛋白质组学在健康和疾病中的应用（Proteomics from Single Cell to Systems Biology in Health and Disease），共设有14个主题分坛。今天追踪报道最新前沿技术 “4D-蛋白质组学“及在临床转化研究中的应用。
牛津大学Roman Fischer教授展示了高通量4D-蛋白质组学技术，只需10~20分钟即可在未去高峰度蛋白的血浆样本中检测出大于350种蛋白质，实现了高通量、高度可靠性的生物标记物发现。
OmicEra诊断集团实现了在单台timsTOF Pro系统上，以每天60个样品的分析速度，仅用时12天，实现了对源于31名COVID-19患者的720个未去高峰度蛋白的血清样本检测，成功定量分析了502种蛋白质，发现其中116种蛋白质在表达水平上具显著变化。
2021年3月8日，布鲁克在第17届美国HUPO线上会议（US HUPO 2021）上宣布了深度、无偏向性血浆蛋白质组学方面等多项合作进展，这些合作展现了timsTOF Pro在4D-蛋白质组学研究中的高灵敏度和高动态范围。布鲁克与科罗拉多大学安舒兹医学中心Kirk Hansen教授的最新合作成果于美国东部时间3月9日下午在美国HUPO大会上进行的布鲁克线上研讨会中发表。
Hansen教授在报告中介绍了COVID-19患者血浆蛋白质组学的研究，以及创伤患者血浆蛋白质组学变化的大队列比较。Hansen教授对每个样品进行成千上万次测量，揭示了急性损伤和疾病状态下蛋白质的动态变化，通过开展更大范围的临床研究，团队阐明了两者之间的分子关系与机制，该研究具有超越当前诊断方法的潜力。
Hansen教授说：“因为timsTOF Pro的高扫描速度，高灵敏度和高通量的特性，我们最近才重新进入血浆蛋白质组学领域。结合Evosep One系统，两者搭建的系统提供了几年前不可能实现的高可靠性和高通量。”
布鲁克最近与Mann和Theis团队共同在《Nature Communications》发表了最新成果，该研究涉及大规模肽段的碰撞截面（CCS）测量和4D-蛋白质组学机器学习的优势（doi.org/10.1038/s41467-021-21352-8）。利用机器深度学习，可以预测来自任何生物体中，任何肽段的CCS值，充分利用额外的第四维CCS信息为更先进的4D-蛋白质组学工作流程奠定了基础。
图：用TIMS和PASEF进行大规模肽段CCS测量
来源：www.nature.com/articles/s41467-021-21352-8
深度、无偏向性血浆蛋白质组学的研究进展
最近，几个研究小组使用多种方法对血浆蛋白质组学研究并得到了令人兴奋的结果。2021年2月，牛津大学纳菲尔德分校医学院的Roman Fischer教授，在Genetic Engineer & Biotech News上发表了“High-Throughput Proteomics During a Pandemic”该项研究成果。Fischer教授使用高通量4D-蛋白质组学研究了数百个来自不同患病程度的COVID-19患者血浆样品、健康人群以及患有其他疾病（如败血症）患者的血浆样本。
同样在2021年2月，来自德国Planegg的OmicEra诊断集团的研究人员在MedRxiv上发表了预印稿“High-resolution longitudinal serum proteome trajectories in COVID-19 reveal patients-specific seroconversion”。研究中31名样本患者在31天里进行纵向追踪，并使用高通量4D-蛋白质组学分析。这项研究采用OmicEra自动化蛋白质组学流程，搭配在Evosep One色谱系统上运行21分钟的洗脱梯度，可达到每日60个样本的分析通量。
使用这个方法，OmicEra在单台timsTOF Pro系统上分析了720个未去高峰度的血清样本，历时12天，总共定量分析了502种蛋白质，发现约116种蛋白质在表达水平上发生了变化。在US HUPO上，布鲁克将与OmicEra联合发布血清蛋白质组学的相关应用说明。
布鲁克蛋白质组学业务发展总监Chris Adams说：“我们很高兴看到血浆蛋白质组学领域正在快速发展，我们期待该领域在液体活检多组学转化研究和生物标志物验证中迅速发展。TIMS/PASEF方法的高通量、高稳定性以及4D-蛋白质组学独特的选择性和灵敏度等优势，使血浆蛋白质组学在深层、无偏差分析方面取得了实质性的进步。”
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