PCT-DIA技术

生命科学的中心法则涉及了DNA、RNA和蛋白质，仅仅测量DNA和RNA难以获取关于生命活动的最直接信息，还需要蛋白质组大数据的参与。蛋白质组的复杂维度比基因组高好几个量级，需要更大的数据量才能深刻理解。如果我们有方法让各种组织细胞在病理生理状态下的蛋白质表达变成大数据，那将大大加强我们对生命的理解和对疾病的应对。当然，这样的话产生的蛋白质组大数据量级也将难以估量。
从生物学原理上看，蛋白质组的价值毋庸置疑。早在约20年前，全基因组测序完成后，在《科学》和《自然》杂志中，科学家们就兴奋地预言蛋白质组的时代已经到来。但直到现在，我们都很少看到蛋白质组对我们的生活或疾病诊疗产生实际的影响。这是因为蛋白质组面临很大的技术挑战，没有像基因测序技术那样的普及，这是一个卡住了全世界科学家脖子的难题。

下面，从一个小角度谈一谈蛋白质组学在临床诊断上的最新进展，这涉及到临床蛋白质组学的研究人员一直困惑、争论的一个问题：蛋白质组中是否含有人类疾病的生物标志物（Biomarker）？
理论上看，这个问题的答案肯定是Yes，那为什么仍要提这个问题？因为蛋白质组发展了几十年，还没有一个能够被临床认证的生物标志物是由基于质谱技术的蛋白质组产生的。这是一个非常令人遗憾的事实。所幸，这并没有阻止科学家们探索的步伐，反而吸引越来越多的科学家涌向这一领域，希望用自己的创造力回答这个难题。
下面分享几个技术，可以在一定程度上应对这些技术挑战。

SWATH/DIA是最近几年兴起的质谱技术，所产生的谱图就像下图展示的那样：在某一时刻，数个不同颜色的多肽在同一时间区间出现，DIA产生混合谱图，能够将样本信息完全转化为数字信息。而传统的鸟枪法质谱只挑选出一些丰度较高的多肽分离出来打碎，样本中很多信息都未被采集，其定量准确性在同样的色谱条件下逊于SWATH/DIA。

样本处理方法也很重要。多数临床样本为了能够长久保存，通常是经过福尔马林固定、石蜡包埋的坚硬的柱状组织，从中提取足够的多肽是一大难题。基于压力循环技术的新方法，可以从1立方毫米（1～2毫克）的临床样品中提取50～200微克的多肽，能够做上百次质谱分析。整个流程可以在3小时内完成，足以满足大部分临床需求，这也大大降低了蛋白质组分析成本。

2018年，《自然》将SWATH列为最值得关注的生物技术之一。我们也建立了一个非常高效的PCT-SWATH/DIA标准化流程。可将临床的大队列样品，通过高通量PCT-SWATH/DIA技术将检测信息转化成大数据。

那将样本处理PCT技术结合质谱检测技术DIA会产生怎样的火花呢？

PCT技术可**限度地减少样品前处理的步骤，并且使样品损失最小化，可处理低量的珍贵样品。DIA技术无通量限制，可用于大规模样本数量检测。将这两种技术强强结合，可实现针对石蜡/甲醛处理的组织样本及微量样本的蛋白组学分析，运用其通量高、稳定性强、速度快和精度高的特点，可解决微量样品难以分析蛋白质组的技术难题。当然，做完蛋白组学检测，您或许会想要进一步验证结果，高效的蛋白组PRM验证技术值得您关注。

PCT-DIA样本收集要求：

PCT-DIA技术适用于石蜡样本、穿刺样本等蛋白组学研究~

下面再分享一篇发表在Nature Medicine杂志（IF=30.641）的实用案例，以6个样本为例，详细地介绍了PCT-DIA技术的实验步骤。

本篇由苏黎世联邦理工学院Ruedi Aebersold教授团队在Nature Medicine杂志（IF=30.641）发表题为“Rapid mass spectrometric conversion of tissue biopsy samples into permanent quantitative digital proteome maps”的研究论文，该研究提出了一个方法，可以快速稳定地将微量样本转化为一份数据文档，**地存贮这个样本经质谱分析得到的蛋白质组结果。

PCT技术是一种基于循环超高压的快速破碎微量样品的技术。具有速度快、损失少、操作简便、保真度高等特点，结合SWATH（DIA模式）的全范围扫描技术，特别适合大队列（几十上百甚至上千个样品）、少量样品（比如组织活检样品）蛋白组批量分析。文章采用PCT-SWATH技术，不仅能区分健康组织和肿瘤组织，还能实现对癌症的分子分型。该方法还可以应用于药物功能分析、分子功能分析等多个研究领域，是从蛋白组层面进行大队列分析的理想方法。