在2010年10月15日召開的首屆質譜論壇(首屆質譜論壇召開 質譜中心三年慶典)上，共有四位教授、專家做了學術報告，100余位關心質譜技術的專家、學生和幾位報告人一起，分享了精彩的報告。
布魯克道爾頓公司的應用經理張欣怡博士首先做了題為“蛋白質組學與生物質譜”的報告。在報告中，張博士首先回顧了該學科和技術在過去幾十年里的發展，指出在以下三方面獲得飛速發展，使質譜成為蛋白質組學研究不可缺少的工具。這三方面包括：MALDI/ESI發明后的質譜技術、計算機技術在存貯容量和速度方面的進步、以及基因組測序方面的革新。她指出：隨著蛋白質組學研究的深入發展，對質譜提出愈來愈高的要求;而蛋白質組學的發展，又促進了生物質譜技術的不斷提高。目前認為，蛋白質組學研究需要兩條路線，一條路線基于MALDI路線，一條基于ESI液質聯用技術。布魯克道爾頓公司為蛋白質組學研究提供了完整多樣化的解決方案和業界領先的新技術與專利，比如：ultrafleXreme MALDI TOF/TOF，micrOTOF-Q II，maXis Q-TOF，離子阱等技術。
布魯克道爾頓公司的應用經理張欣怡博士：蛋白質組學與生物質譜
接下來張博士先主要介紹了其MALDI技術路線包括：2D膠-MALDI TOF/TOF;LC-MALDI TOF/TOF;液體芯片-MALDI TOF：醫學蛋白質組學ClinProt;MALDI分子成像;微生物的鑒別與分類：MALDI Biotyper;MALDI-TDS(Top-Down Sequencing)自上而下的蛋白末端序列分析等。
張博士舉了一個例子，用MALDI分子成像技術來發現和監測組織中的生物標志物，該實例主要來區分乳腺癌組織為HER2陽性還是HER2陰性癌變。該方法的流程為：1)導電玻璃片固定組織冷凍切片;2)組織切片表面噴以基質;3)MALDI TOF質譜儀測定;4)運用flexImaging分子成像軟件來監測和ClinProtTools軟件來鑒定樣本間的差異。布魯克道爾頓公司提供性能可靠、獨一無二的硬件組合，包括：Imageprep基質噴霧儀、導電載玻片、樣品靶體、Smartbeam激光、以及高性能MALDI TOF/TOF質譜儀。該方法和結果發表在J. Proteome Research期刊上(2010,9, 1854-1863)。
張博士介紹的另一個例子是用MALDI Biotyper來進行微生物的快速鑒別與分類。布魯克道爾頓公司建立了強大豐富的微生物數據庫，應用簡單、快速、高通量、高準確度的方法(MALDI Biotyper技術)來獲得微生物蛋白質特征指紋譜，從而鑒定微生物。在全球利用該技術來鑒定微生物的實驗室有200家，中國疾病控制中心也購置了該系統。布魯克道爾頓公司在該技術上占有全球絕對領先的地位。
在ESI技術上，布魯克道爾頓公司擁有高分辨、高質量精度的質譜技術和強大的軟件工具Biotools，可以開展許多尖端的研究如：DeNovo Sequence未知多肽從頭測序;翻譯后修飾鑒定;定量蛋白質組學。在翻譯后修飾鑒定方面，舉例了在鯊魚腦組織研究中，鑒定的多肽鏈硫酸化、磷酸化修飾、N-端乙?；揎椀?，并可利用高分辨來區分蛋白質甲基化的假陽性。在定量蛋白質組學方面，布魯克道爾頓公司可提供非標記(ProteomeQuant Workflow)、標記(利用DIGE、SILAC、ICPL等技術)兩種工作流程。
在ESI技術上，布魯克道爾頓公司還提供amaZon離子阱技術，配合使用ETD(電子轉移解離)技術，在翻譯后修飾、深入蛋白質研究方面具有更多獨特的優勢。
中國科學院北京基因組研究所劉斯奇研究員做了題為“Protein biomarkers in clinical assay using mass spectrometry: possibility and difficulties”(使用質譜技術發現臨床醫學中蛋白生物標志物：可能性和難點)的報告。劉研究員首先以非常吸引人的開頭介紹了兩屆Nobel獎獲得者Frederick S. Sanger教授曾經寫下的話。Sanger教授一生只寫過三篇文章，拿了兩個Nobel獎，第一個獎是Insulin的測序，第二個是DNA的測序。Sanger教授在1958年曾表達了希望有一天可以做到蛋白質完全測定和測序，所以，劉教授開篇引用Sanger教授的話，即指出了蛋白質研究的重要性。蛋白質帶有的信息豐富，在不同時間、空間點上表達的狀態是不同的，有不同的修飾和相互作用，蛋白質組分析是現今所有其它核酸分析等技術所無法取代的。蛋白質生物標志物的測定有很多特點，比如可直接從生物體液中取樣，和疾病的狀態聯系更緊密。對于蛋白質生物標志物來說，是1984年Nobel獎獲得者的發現，三位科學家發現了單克隆抗體，創造了以抗體為基礎進行生物標志物鑒定的一個時代，現在已廣泛地應用于醫院臨床。
中國科學院北京基因組研究所劉斯奇研究員：Protein biomarkers in clinical assay using mass spectrometry: possibility and difficulties(使用質譜技術發現臨床醫學中蛋白生物標志物：可能性和難點)
這種以抗體為基礎的方法(如ELISA)有很多優點，比如：特異性強、高通量、容易使用和測定等。但這種方法也存在一些問題，比如：它認為一個疾病和一個抗體相關，而其實疾病常常是多個蛋白共同作用的結果。另外不同產地、不同個體間、不同特性的差異，如果要做多個蛋白、多個抗體的實驗設計，就使不同實驗室測定的結果很難保持一致。同時抗體這種方法的開發應用到臨床又是非常漫長和高花費的，比如發展一個臨床方法需要花費10萬美元以上。從FDA批準的基于抗體的方法，從1977 ~ 1993年批準了87個，平均每年批準5.8個;而在1994 ~ 2009年近15年來只批準了22個，平均每年批準僅1.5個，最近幾年基本沒有。這說明一個新技術剛出現時發現很多;而過了一段時間，發現會變得緩慢，也會進一步呼喚新技術的出現。這時，蛋白質組學應運而生，而蛋白質組學自誕生之日起，世界各國的期待都是發現跟疾病相關的生物標志物，包括中國第一個支持的項目就是疾病蛋白質組?？墒陙?，還沒有一例用蛋白質組發現的生物標志物用于臨床上，這時會有一些人來質疑。劉教授下面即開始解釋這些科學的難點，并為我們描述未來的方向。
從ESI和MALDI的發明開始，質譜技術開始越來越廣泛地應用到生物領域。幾個月前一位著名的專欄作家Peter Mitchell. 在Nature Biotech(2010, 28:665-670)上發表題為“Proteomics retrenches”的綜述文章，提出今后幾年蛋白質組發展必須要走的幾種方向。主要就是要使蛋白質組發現成為可重現的，走向定量蛋白質組學。所以，定量蛋白質組學技術變得非常迫切，并要回答技術上是否可行的問題。不久前悉尼舉辦了HUPO會議，主要的主題就是：是否能在大規模蛋白質組的研究中，能夠提供定量的蛋白質組學數據。另外，Matthias Mann不久前在PNAS(2008, 105:18132-18138)上提出了精度蛋白質組(Precision proteomics)的概念，強調了高分辨和高質量準確度的技術。
至今，蛋白質組學的發展有兩大方向：從定性到定量，從發現到目標物分析(From discovery to target)。這里不得提到美國NCI(國家癌癥研究中心)從2006年開展的一個項目，這個項目由NCRI設計實驗，分配給美國8家頂尖實驗室來進行，主要是通過比對實驗來考察和確立目標蛋白質組學分析方法是否可行。該實驗選擇了9個跟疾病相關的蛋白質，并合成了標準的多肽，分為三個流程分配給8家實驗室，讓實驗室任意選用儀器和方法來測定。整個實驗分為三個過程，從簡單到復雜。最近NCI把結果發表在Nature Biotech(2009; 27:633-41)上，比較了Interlab和Intralab之間的數據比對結果。發現表明，目前有些實驗可以滿足偏差< 15%，而在應用于血漿樣品時會有< 25%的較大偏差，這跟不同實驗室如何對血漿進行前處理非常相關，NCI就此也提出了一系列的前處理策略。在定量策略上，NCI也提出要在全球建立基于MRM的蛋白質組學定量方法和數據庫。另外，從世界著名的蛋白質組學權威學術專家Ruedi Aebersold教授的實踐來看，他表示當前各個廠家獲得的MRM結果是類似的，所以在全球范圍建立基于MRM定量的蛋白質組數據庫方法是可行的。
中國醫學科學院基礎醫學研究所的李智立教授做了題為“傅立葉變換離子回旋共振質譜儀(FTICR MS)在生物醫學中的應用”的報告。李教授首先指出，當前在用質譜來研究蛋白質組學、鑒定蛋白質方面，我們很多時候還處于“瞎子摸象”的階段，因為很多時候不知道到底測定的是細胞、組織中的哪個蛋白，即唯一性不夠。這是為什么呢?李教授列舉了分子量在399左右的一系列分子及其分子式，它們的分子量差別僅在ppb級別;除了分子量的微小差別，這幾個化合物的同位素分布也有極其微小的差別。這要求我們進一步去了解質譜的結構和原理。在簡要地介紹了質譜原理后，李教授介紹了其實驗室的傅立葉變換離子回旋共振質譜儀(FTICR MS)，并列舉了近一年來他在其上做出的工作。
中國醫學科學院基礎醫學研究所的李智立教授：傅立葉變換離子回旋共振質譜儀(FTICR MS)在生物醫學中的應用
在應用上，FTICR MS可應用于生物大分子，做蛋白質鑒定、蛋白質翻譯后修飾位點鑒定、復雜蛋白質混合物的分離分析、蛋白質突變點分析、蛋白質精確分子量測定等挑戰性極高的工作。李教授介紹了一系列發表在PNAS、AC、JASMS、COB等期刊上的實例，來介紹FTICR MS在生物大分子方面的工作，FT ICRMS可以獲得更精細的、更確定的結果。比如：磷酸化位點的鑒定和確認(PNAS 2006：103：3094-3099)，二硫鍵的定位及確認(AC. 2009 p. 7611)，蛋白質混合物的鑒定(JASMS. 2009)，蛋白質混合物分子量的精確測定，代謝物分析(COB, 2010. p35)，血清中小分子的代謝物分析(Metabolomics. 2008. p126)，鼠腦組織的組織成像(JASMS 2007. 145)等。李教授還介紹了組織成像實驗需要注意的事項，比如要考慮樣本處理方法的影響，樣本自身變化的影響，儀器的選擇和儀器性能的影響等。
北京師范大學生命學院的何大澄教授做了題為“讓質譜結合跟上蛋白組學研究的動態——SiLAD技術及其在細胞周期研究中的應用”的報告。何教授首先向大家介紹了前幾天的香山會議，科學家們一起討論了蛋白質組學的挑戰和機遇?，F代的蛋白質組學已經稱為“基于質譜的蛋白質組學”，可見質譜在蛋白質組學中的作用是多么重要。
北京師范大學生命學院的何大澄教授：讓質譜結合跟上蛋白組學研究的動態——SiLAD技術及其在細胞周期研究中的應用
接下來，何教授從蛋白質組學的基本使命談起，指出動態和體內是蛋白質組的靈魂。目前的方法都是比較蛋白質在不同時間點的存在量，難以檢測出微細的變化和進出的狀態，靈敏度和通量的不足都在實際上制約了時間分辨率和造成對一些動態變化的掩蓋。因此，何教授課題組提出了創新的SiLAD動態蛋白質組技術，SiLAD是一種35S體內標記的動態蛋白質組學分析技術，該技術首先用35S體內脈沖標記樣本，脈沖標記15min(最短8min)，35S 完全不影響細胞正常的代謝/合成，只有在很短的時間(幾分鐘)內合成的蛋白被標記;接著把帶有標志的蛋白取出來用雙向電泳分離、進行CBB(Coomassie blue ，考馬斯亮藍)染色并用Phospho-image高速獲得圖像;觀察差異蛋白2DE譜;將觀察到的發生明顯功能性變化的蛋白轉移出來進 行MS/MS鑒定。這樣就得到了真正的差異表達蛋白，差異在表達活性上。SiLAD技術具有如下優點：可先排除已存在蛋白質的干擾，大大提高表達差異篩選的敏感性;可顯示15min內所研究蛋白表達的平均速度，顯著提高試劑分辨率并更直接地反映相關細胞活性;具有高通量能力，可同時檢測大量差異表達蛋白;不影響蛋白質的鑒定。
何教授通過血清饑餓培養細胞(serum starved cultured cell)和鼠肝切除術(Rat Liver Hepatectomy)兩個模型說明SiLAD在G0(即增殖暫時休止期)/G1轉變中的應用。SiLAD技術反映了蛋白質生成的速度和時間的關系曲線，更直接地反映了細胞生命周期活動的不同動態類型。
該研究成果闡明了一定條件下，G0期細胞重新進入細胞周期的整個過程。比如在大鼠體內肝臟切除的研究中，肝臟細胞一般處在G0期，部分肝切除后，細胞重新進入增殖周期。深入了解這一過程的機理，對腫瘤防治(腫瘤可以視為細胞周期病，如使之停留在G0期，腫瘤就無害了)以及干細胞的研究和應用(主要任務就是如何讓干細胞擴增，然后再誘導定向分化)均有重要意義。
最后，何教授總結：許多現行傳統技術獲得的差異蛋白分析結果在采用SiLAD技術后會被改寫!比如，更關注的將不再是某種蛋白總量變化的多少，而是某種蛋白發生變化的動力學，是變化的速率。
報告會后，進行了興奮的互動抽獎活動，北京師范大學生命學院的何大澄教授、布魯克道爾頓公司大中華區總經理王洪琦先生、布魯克道爾頓公司的維修部經理馬龍華先生、北京師范大學分析測試中心李崧主任分別上臺，抽出了當日的幸運獎品。他們分別獲得了雙肩背包和精美茶具。
抽獎活動
會后，大家參觀了北京師范大學質譜中心與布魯克道爾頓公司的合作實驗室，并向兩家的技術人員咨詢了很多應用問題。據了解，micrOTOF-QII液質聯用儀和320-MS串聯四極桿氣質聯用儀安裝不久就馬上投入了使用，現在已經開始為校內外提供服務和研發合作。
與會專家參觀320-MS串聯四極桿氣質聯用儀
與會專家參觀micrO-TOF QII高分辨液質聯用儀
合影
