一种简便的尿液综合蛋白质组分析策略

在这项工作中，研究人员开发了一种简单的策略，结合了超离心(UC)高效尿液分离和固相烷基化(SPA)高回收率样品制备，以实现尿液的全面蛋白质组分析(CPU)。与现有的样品制备方案相比，该策略不仅大大减少了样品制备步骤和预处理时间，而且具有更高的回收率，可以对低输入的尿液样品进行单次分析，从而实现更深的蛋白质组覆盖。

　　

尿液是早期和敏感的生物标志物发现的有吸引力的来源之一，因为它可以在无创收集的同时积累和反映人体的变化。然而，尿液蛋白质组的分析由于其广泛的动态范围(跨越大约10个数量级的蛋白质浓度)而面临挑战。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，以增强这些难以捉摸的生物标志物的检测和鉴定。

作为一种有希望的替代方法，通过超离心(UC)进行尿液分离可以用来去除高丰度的蛋白质，从而可以分离出高纯度的外泌体，同时在上清中保留大部分高丰度的蛋白质。尽管如此，UC过程中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外泌体。

考虑到现有的局限性，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学样品的低损耗、抗干扰处理。

中国科学院大连化学物理研究所教授、通讯作者袁慧明解释说:“我们的方法结合了UC分离、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，即CPU，或全面的尿液蛋白质组分析。”“这种简单的策略导致使用大约1小时的短LC梯度共鉴定出1,659种蛋白质，这是未经分离的原始尿液中鉴定出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具有显著的优势。它不仅使分析时间大大缩短了3-4倍，而且使尿液蛋白质组的鉴定覆盖率提高了130%-160%。

中国科学院大连化学物理研究所的技术人员、第一作者刘欣欣分享说:“该方法进一步与无标记定量相结合，对IgA肾病(IgAN)患者和健康供者的尿液进行了比较蛋白质组分析。”“结果，鉴定出227种差异表达蛋白，揭示了与IgAN相关的潜在生物标志物。”

溶质载体家族22 (SLC22)的几个成员在IgAN患者中被发现上调，这表明与这些个体的肾代谢功能破坏有潜在的联系。