前言
蛋白质组学是研究生物体内蛋白质的结构、功能、相互作用和变化的科学,它可以揭示生命的奥秘,为疾病的诊断和治疗提供重要的信息。然而,蛋白质组学的研究需要大量的高质量的样本,而这些样本往往难以获取和保存。有没有一种方法,可以利用已经存在的、广泛的、长期保存的样本,来进行蛋白质组学的研究呢?答案是有的,那就是FFPE样本。
那么,FFPE样本能否用于蛋白质组学的研究呢?这是一个具有挑战性和前瞻性的问题。在过去,由于FFPE样本中的蛋白质受到福尔马林交联和降解等因素的影响,导致蛋白质提取和分析困难,因此FFPE样本被认为不适合进行蛋白质组学的研究。然而,在近年来,随着技术的发展和创新,一些针对FFPE样本的蛋白质提取、定量、分析等方法被开发出来,使得FFPE样本在蛋白质组学领域有了新的生机。通过对FFPE样本进行蛋白质组学的研究,我们可以发现和验证一些与疾病相关的生物标志物,揭示一些重要的分子机制,指导一些有效的临床决策。
一.FFPE样本制备过程对组织结构和分子组成的影响
FFPE样本制备过程虽然可以保持组织的形态和结构,但也会对组织中的分子产生一定的影响。主要有以下几方面:
福尔马林交联:福尔马林可以与蛋白质、核酸、碳水化合物等分子发生交联反应,形成稳定的共价键,从而改变分子的空间构象和化学性质。福尔马林交联可以防止分子被降解酶或微生物分解,但也会影响分子之间的相互作用和功能。例如,福尔马林交联会导致蛋白质变性、折叠、聚合等现象,使得蛋白质难以被提取、消化、检测等。
石蜡包埋:石蜡包埋可以使组织变得坚硬和易于切片,但也会对分子产生一些物理和化学上的影响。例如,石蜡包埋会导致分子被压缩、变形、流失等现象,使得分子的数量和分布发生变化。石蜡包埋还会导致分子被石蜡或其他有机溶剂污染,使得分子的纯度和质量下降。
长期保存:FFPE样本可以在室温下长期保存,但也会受到时间、温度、湿度、光照等因素的影响,导致分子发生一些自然的降解或修饰。例如,长期保存会导致蛋白质发生氧化、糖基化、脱氨基等现象,使得蛋白质的结构和功能发生改变。
二.FFPE样本的优势和挑战
FFPE样本和新鲜组织样本是两种常用的组织样本类型,它们在保存条件、信息量、可用性等方面有着明显的差异,也在蛋白质组学研究中有着各自的优势和挑战。我们可以从以下几个方面进行比较:
保存条件:FFPE样本可以在室温下长期保存,不需要冷冻或干燥等特殊条件,这使得FFPE样本更加稳定和耐用,也更加方便和经济。新鲜组织样本则需要在低温或干燥的条件下保存,否则会很快失去活性和完整性,这使得新鲜组织样本更加脆弱和昂贵,也更加麻烦和浪费。
信息量:FFPE样本和新鲜组织样本都包含了丰富的分子信息,如蛋白质、核酸、代谢物等,但是由于FFPE样本制备过程中的福尔马林交联、石蜡包埋等因素的影响,FFPE样本中的分子信息可能会发生一些变化或损失,如蛋白质的变性、降解、修饰等,这使得FFPE样本中的分子信息可能不如新鲜组织样本那么完整和真实。然而,FFPE样本也有其独特的信息价值,如可以反映出组织在固定时刻的分子状态,以及可以与临床数据进行关联和比较。
可用性:FFPE样本具有很高的可用性,因为FFPE样本是目前最常用的组织保存方法,全球有数亿份FFPE样本存放在各种医院、实验室和档案馆中,它们涵盖了各种疾病类型、分期、治疗等情况,为蛋白质组学研究提供了一个巨大的、宝贵的、尚未被充分利用的生物资源库。新鲜组织样本则具有较低的可用性,因为新鲜组织样本需要在切取后立即进行处理或保存,否则会很快失去活性和完整性,这使得新鲜组织样本难以获取和保存,也难以进行大规模和长期的研究。
三.FFPE样本的技术进展和应用前景
近年,在不同的疾病领域中,FFPE样本可以用于发现和验证一些与疾病相关的生物标志物,揭示一些重要的分子机制,指导一些有效的临床决策。
Cell Reports Medicine 2023年1月在线刊登了“Proteomics separates adult-type diffuse high-grade gliomas in metabolic subgroups independent of 1p/19q codeletion and across IDH mutational status” 的研究,揭示IDHmut胶质瘤表现出两个有氧/无氧能量代谢亚组。
图1 | 主要工作流程
FFPE蛋白组学文章发表在Nature,Cell,Cell discovery,Nature communication等国际著名期刊上,初步显示出FFPE样本的巨大应用潜力。
四.鹿明生物正式推出4D-FFPE蛋白组学
技术流程
产品优势
1) 用量低:FFPE切片低至一张,样本处理得率高,满足了珍稀样本研究要求
2) 通量高:不受样品数量的限制,适合临床大队列研究
3) 灵敏度高:最高的仪器平台tims TOF pro2+4D-DIA全景扫描,提升蛋白鉴定深度
4) 多重质控:严格的质控体系保障数据的稳定可靠
实测数据展示
单个FFPE样本即可达到bulk蛋白的检出深度,仅需常规做法十分之一的样本,极大的节约了宝贵的样本资源。如果你也想发表高质量文章,FFPE蛋白组请一定不要错过。
图2 | 不同类型FFPE蛋白鉴定深度
图3 | 重复样本样本相关性分析
应用案例
【IF:64.8】Proteomics reveals NNMT as a master metabolic regulator of cancer associated fibroblasts
FFPE样本揭示黑色素瘤转移关键调控机制
【IF:64.5】Proteomics of Melanoma Response to Immunotherapy Reveals Mitochondrial Dependence
FFPE样本揭示黑色素瘤响应免疫治疗机制
【IF:16.6】Proteomic analysis of archival breast cancer clinical specimens identifies biological subtypes with distinct survival outcomes
FFPE样本分析确定乳腺癌潜在生物标志物和治疗靶点
【IF:16.2】Proteomics profiling of colorectal cancer progression identifies PLOD2 as a potential therapeutic target
FFPE切片样本中发掘结直肠癌潜在治疗新靶点
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文末看点|lumingbio
上海鹿明生物科技有限公司是欧易生物旗下从事蛋白质组及代谢组质谱检测的专业质谱组学服务公司。公司建有空间代谢组商业服务平台,深耕质谱组学检测分析,具体包括空间代谢组、双平台代谢组、靶向代谢组、TMT标记定量蛋白组、翻译后修饰蛋白组、4D-DIA蛋白组、单细胞及超微量蛋白组、空间蛋白组等。创新质谱组学平台广泛应用于机制解析、分型诊断、标志物筛选、药靶发掘等多个领域。公司并先后获得高新技术企业、上海市专精特新企业并建有院士专家工作站,自有包括tims tof pro2在内的各类大型质谱近二十台套,年服务项目超2000项。鹿明生物协助合作伙伴发表SCI论文近千篇,成功打造以硬数据、好服务为基础,以空间代谢组为特色的质谱组学检测服务公司品牌。