尿液综合蛋白质组分析的简便策略

尿液是早期和敏感生物标志物发现的有吸引力的来源之一，因为它可以在非侵入性收集的同时积累并反映人体的变化。然而，由于尿液蛋白质组的动态范围很宽，蛋白质浓度跨越大约 10 个数量级，因此对尿液蛋白质组的分析提出了挑战。尿液中高丰度蛋白质的存在会掩盖潜在的疾病生物标志物，使其难以识别。在进行质谱 (MS) 分析之前，通常采用分馏和耗尽策略，以增强对这些难以捉摸的生物标志物的检测和识别。

作为一种有前途的替代方法，通过超速离心 (UC) 进行的尿液分馏可用于去除高丰度蛋白质，从而分离出高纯度的外泌体，同时保留上清液中的大部分高丰度蛋白质。尽管如此，UC 期间强大的离心剪切力不可避免地会破坏外泌体的完整结构，导致仅从少量尿液中分离出微量的外泌体。

考虑到所有现有的局限性，中国的一组研究人员提出了一种基于固相烷基化 (SPA) 的新型样品制备方法，用于亚微克蛋白质组样品的低损耗、抗干扰处理。

“我们的方法结合了 UC 分馏、固相萃取 (SPA) 样品制备和液相色谱-质谱 (LC-MS)，可以对尿液进行全面的蛋白质组分析，称为 CPU，或对尿液进行全面的蛋白质组分析，”相应的解释说作者袁惠明，中国科学院大连化学物理研究所研究员。“这种简单的策略导致使用大约 1 小时的短 LC 梯度鉴定了总共 1,659 种蛋白质，这是从未经分馏的原始尿液中鉴定的 730 种蛋白质的 2.3 倍。”

值得注意的是，与现有的尿样制备方法相比，CPU 具有显着的优势。不仅分析时间大幅缩短3-4倍，而且尿液蛋白质组的鉴定覆盖率提高了130%-160%。

“该方法进一步与无标记定量相结合，对 IgA 肾病 (IgAN) 患者和健康供体的尿液进行比较蛋白质组分析，”中国科学院大连化学物理研究所技术员、主要作者刘新新分享道“结果，鉴定出了 227 种差异表达的蛋白质，揭示了与 IgAN 相关的潜在生物标志物。”

发现溶质载体家族 22 (SLC22) 的几个成员在 IgAN 患者中上调，表明与这些个体的肾代谢功能破坏存在潜在联系。

该团队在 KeAi 期刊Urine上报告了他们的研究。

“我们的结果表明，我们开发的方法有望成为发现尿液中与疾病相关的生物标志物的宝贵工具，”刘总结道。