隨著蛋白質組學技術應用的快速發展，離子淌度離概念的引入，使得蛋白質組學進入4D新時代，在傳統3D保留時間（retention time）、質荷比（m/z）、離子強度（intensity）這三個維度分離基礎之上增加了第四維離子淌度（mobility）的分離，實現快速采集、更高的靈敏度和特異性，引領臨床蛋白質組學在鑒定準度、鑒定深度、定量準確性、檢測周期等性能上全面提升，并在基礎研究、轉化醫學、臨床蛋白質組學等各個方面展現出了廣闊的發展前景和強大的生命力。吉凱基因可以提供全面的4D蛋白質組學、4D修飾組學服務哦，歡迎前來咨詢~
本期我們針對近2年4D蛋白質組學在醫學方向的部分研究成果進行盤點，提供各位老師新技術、新應用的參考案例。
第一篇
第二篇
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2020年，北京大學醫學部精準醫療多組學研究中心黃超蘭主任團隊，中國科學院高福院士團隊，北京大學醫學部精準醫療多組學研究中心陳揚研究員團隊以及中國疾控中心病毒病預防控制所譚文杰教授團隊等人開展協同研究，利用diaPASEF技術（俗稱4D-DIA蛋白質組學技術），分析了來自COVID-19感染病例、健康志愿者和非COVID-19肺炎病例的尿液樣本，發現早期的新冠感染患者存在著顯著的免疫抑制，并首次提出COVID-19的發病機制或存在“兩階段”模式。相關研究成果發表在Nature Communications期刊上。
第三篇
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2021年，美國普渡大學研究團隊基于新優化的分離方法——BiMBs方法，能夠高效地從尿液中分離出細胞外囊泡，該方法具有低污染、高回收率以及分離時間短等優點。同時，結合高靈敏度的4D label free蛋白質組和4D label free磷酸化蛋白質組等新技術對前列腺癌患者和健康個體尿液外囊泡分析，找到一系列疾病相關的磷酸化蛋白質，表明其在臨床研究中的巨大應用潛力。
第四篇
2021年2月，來自德國OmicEra診斷集團和慕尼黑LMU大學醫院研究團隊對31名COVID-19患者進行了31天的縱向跟蹤，并利用高靈敏度的4D蛋白質組學技術首次對比COVID-19患者和有COVID-19癥狀但SARS-CoV-2 PCR陰性對照人群的血清蛋白質組表達變化。研究發現，COVID-19患者有26%的蛋白質發生了顯著變化，先天免疫和凝血系統受到嚴格調控。此外，ITIH4可能是一種具有預測COVID-19死亡風險的生物標志物。相關研究成果發表在在醫學預印本期刊MedRxiv上。
第五篇
2020年，西班牙巴斯克地區大學的研究團隊對子宮內膜液的蛋白質和天然肽進行了全面分析。使用高靈敏度的4D label free蛋白質組學技術分析了來自11個個體的樣品的蛋白質含量。我們鑒定了4694種蛋白質以及3899種天然存在的肽。實驗結果大大擴展了已知子宮內膜液蛋白質的目錄，并提供了關于這種子宮內膜液中天然肽含量的大量新信息。
第六篇
蚊子傳播的奇昆古尼亞病毒(CHIKV)對全世界熱帶國家的人類健康構成威脅。2020年美國密蘇里大學的研究團隊利用高靈敏度的4D label free蛋白質組學技術對感染和未感染的CHIKV的埃及伊蚊樣本中鑒定出2647至3167種蛋白質，揭示了蚊子體內與CHIKV相互作用的生物途徑和新蛋白質?？偟膩碚f，CHIKV感染引起蚊子蛋白質組的微小變化，表明載體和病毒之間高度適應，基本上以非致病關系共存。
第七篇
2021年法國索邦大學研究團隊利用高靈敏度的4D label free蛋白質組學技術，結合三種不同的子孢子純化方法，利用少量寄生蟲鑒定伯氏瘧原蟲子孢子的蛋白質組。這項研究為伯氏瘧原蟲子孢子提供了一個參考蛋白質組，確定了一組跨物種表達的核心蛋白質，并說明了timsTOF PRO系統高的靈敏度如何能夠從有限的樣本量進行深度蛋白質組分析。
第七篇
第八篇
腦脊液是一種與大腦直接接觸的生物流體，因此是神經疾病研究中首先考慮使用的樣本，包括神經退行性疾病，如阿爾茨海默病或帕金森病。2020年，瑞士雀巢研究所、法國雷恩第一大學的研究團隊使用鳥槍法蛋白質組學工作流程分析了一批“正?！钡娜四X脊液樣本，使用液相色譜結合高分辨率和高精度的timsTOF Pro質譜(4D TMT蛋白質組學)對產生的24個斷裂進行分析。這種先進的基于質譜的專業工作流程允許在腦脊液中鑒定3174個蛋白質，建立了迄今為止獲得的最全面的人腦脊液蛋白質組庫。
第九篇
2021年美國威斯康星大學麥迪遜分校的研究團隊開發了一種超快速自下而上的4D label free蛋白質組學技術方法，該方法由Azo(偶氮,一種可光裂解的、與質譜兼容的表面活性劑，可有效溶解蛋白質并促進快速胰蛋白酶消化)與Bruker timsTOF Pro相結合，通過捕獲離子遷移譜(TIMS)和肽的平行積累-串聯片段化(PASEF)實現更深的蛋白質組覆蓋。應用這種方法來分析復雜的人類心臟蛋白質組，從少至1毫克的人類心臟組織中鑒定了近4000個蛋白質組，具有高重現性。總的來說，我們預計這種由Azo和timsTOF Pro支持的超快速、穩健和可重復的自下而上方法將普遍適用，并大大加快大規模定量蛋白質組學研究的吞吐量。
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