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临床大队列蛋白质组学整体解决方案助力精准诊疗
原创 金开瑞生物 金开瑞生物 4天前
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简介

在精准医学和大数据时代、人工智能的大背景下,高通量大队列样本组学(Omics)研究在生命科学研究以及在临床病理研究、临床诊疗领域得到广泛应用。蛋白质作为生命活动和功能的直接执行者,在研究生理、病理机制以及临床诊断、预后评估、治疗靶点以及药物靶点研究中扮演着重要角色。蛋白质组学大队列样本在临床诊疗、疾病机制研究中的应用受到科学家的广泛关注。

然而,制约大队列样本蛋白质组学技术的两大因素极大地限制了其应用,一是针对大样本质谱检测的机时问题以及由此带来的批次效应(质谱长时间运行导致其性能下降,样品间的仪器误差增大),二是对复杂的大样本数据的深度挖掘。金开瑞针对这两个问题专门开发了包含蛋白质组学技术服务、大数据深度挖掘和标志物深度验证三大模块的临床大队列样本蛋白质组学整体解决方案,为科研工作者提供专业、全方位的技术服务。

方案流程

1. 蛋白质组学技术

2. 大数据深度挖掘

3. 疾病标志物验证

通过高通量、大规模蛋白质组学技术及生物信息学、统计学等手段,可以筛选到部分候选蛋白标志物,其表达量往往在疾病/正常样本中具有明显的差异。但是,仅仅通过蛋白质组学手段不足以确定,还需要进行进一步验证和确证[1](下图)。金开瑞拥有成熟的抗体制备平台、Wester Blot实验平台、免疫组织化学平台和ELISA制备平台,为您提供完整的标志物各阶段验证实验。

标志物筛选的四个步骤

技术优势

1. microflow-LC技术[2-5]

微流控液相色谱-质谱(microflow-LC MS/MS)系统由于其大流速、粗管路的特点,具有耐脏、高稳定性、短梯度等优势,在处理大队列样本过程,可大大降低质谱数据采集过程的偏差,提升队列数据的整体质量。具体表现为如下优势:

大幅缩短检测周期。处理100例样本,传统LC-MS/MS系统大约需12天左右,采用micro-SWATH仅需5天即可完成。

有效降低批次效应。得益于微流控系统的高稳定性和短梯度等特点,microflow系统在处理大队列样本时表现出卓越的一致性,几乎无批次偏倚。

定量结果表现出良好的一致性(20例人血浆样本)

极大提升定量准确性。microflow针对大样本定量检测表现出极佳的准确性,样品间的相关系数普遍在0.9以上。

microflow-SWATH结果表现出良好的相关性(20例血浆样本)

2. 数据分析整体解决方案

在精准医学和大数据时代、人工智能的大背景下,大队列样本的数据分析成为科学家关注的重点,也是难点。通过调阅相关CNS文献报道,结合蛋白质组学数据本身特点,我们开发了一套专门针对临床疾病(尤其是肿瘤)的大队列数据分析方案,充分挖掘大数据中隐藏的信息,为临床诊断、治疗及疾病机制研究提供可靠的证据。

数据预处理保证数据质量。三大维度预处理,保证高可靠、高质量数据[6]。

三大维度数据质量控制,确保数据的高质量

分子分型助力精准诊疗。蛋白质层面的分子分型可以帮助临床医生更准确地识别不同类型的肿瘤,确定精准的治疗方案,更加适合指导肿瘤患者用药、治疗,预后评估,并通过功能分析以及生存分析发现在通路富集和总体生存率层面蛋白分子水平分型是否存在显著差异,进一步证实根据蛋白质进行分类的科学性。是肿瘤分子分型的又一大热点[7]。

共识聚类的凭据共识矩阵和轮廓距离确定最佳分类数

多组学整合分析揭示病理机制。尽管目前的研究结果显示转录组和蛋白质组表达趋势相关性较差,但mRNA和蛋白作为基因表达的共同产物,在某种程度上必然存在因果关系或相关关系。我们通过分子分型结果,对两组学数据进行进一步细化、关联,从而得到常规关联分析所不能获得的信息,并结合差异表达分析,深入挖掘关键功能模块,探索疾病病理机制。除此之外,我们也开发了CNV/SNP对蛋白质表达/功能影响的相关算法,旨在研究基因层面突变对蛋白功能的影响[8]。

蛋白质组和转录组表达水平相关性分析

CNV和蛋白质/mRNA表达水平相关性分析

预后标志物筛选实现精准诊断。使用合理的描述性统计学和相关性分析等手段,经过严格的筛选标准,最终通过Cox回归模型分析影响患者生存预后的因素,结合变化倍数,可挖掘出针对肿瘤不同分子型的特异性表达蛋白,并通过KM生存曲线分析判断是否为预后不良病例的特异性蛋白标志物[8]。

标志物筛选的基本流程

候选药物靶点提名实现精准用药。基于蛋白质组学及蛋白质组学分型结果,结合是否为已知临床药物靶点,可以针对肿瘤或特定分子型筛选具有药物靶点潜能的显著差异蛋白,从而达到精准用药[9]。

3. 标志物验证和确证

蛋白质标志物的鉴定往往需要经过四个阶段:a) 发现阶段,通过大队列样本蛋白质组学的Discovery 策略,结合数据的深度挖掘,最终选定上百种候选标志物蛋白进行进一步验证;b) 差异表达验证,经过此阶段,一般最终筛选到几十种蛋白符合预期;c) 概念阶段验证,进而实现临床疾病诊断、治疗的医学转化。金开瑞可提供多种蛋白质定性、定量验证手段。

基于质谱PRM验证。通过高分辨质谱对靶蛋白-肽段的特异识别检测,可实现蛋白的精确定量,具有通量高、定量准确的优势,一次可同时验证上百种蛋白标志物;

PRM验证的基本原理

基于Western blot验证。制备候选靶点蛋白的单多克隆抗体,基于抗原抗体的特异性反应实现对样本中目标蛋白的定性/半定量检测。验证过程中可选择多例表型差异的样品进行平行检测,通过识别信号的强弱及灰度分析值进一步判断靶点蛋白作为候选靶标的准确性。

Western blot验证的基本原理

基于IHC验证。制备候选靶点蛋白的单多克隆抗体,基于抗原抗体的特异性反应实现对样本中目标蛋白的定性/半定量检测。区别于WB,IHC更侧重靶点蛋白的亚细胞定位,对特异性进一步做了补充,着色深浅跟目标蛋白的含量呈正相关。

immunochemistry验证的基本原理

基于Sandwich ELISA验证。ELISA的基础是抗原或抗体的固相化及抗原或抗体的酶标记,受检标本加入后,与固相载体表面的抗原或抗体起反应,再加入酶反应的底物后,底物被酶催化成为有色产物,产物的量与标本中受检物质的量直接相关,根据呈色的深浅进行定性或定量分析。对于大分子的靶标蛋白检测,通常是基于夹心ELISA原理进行定量检测产品的开发,这一步主要是扩大测样通量,以满足诊断级别的样本检测例数,同时对靶标蛋白进行绝对定量。

Sandwich ELISA验证的基本原理

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参考文献

1. Del Campo, M., et al., Facilitating the Validation of Novel Protein Biomarkers for Dementia: An Optimal Workflow for the Development of Sandwich Immunoassays. Front Neurol, 2015. 6: p. 202.

2. Broccardo, C.J., et al., Multiplexed analysis of steroid hormones in human serum using novel microflow tile technology and LC-MS/MS. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci, 2013. 934: p. 16-21.

3. Sun, R., et al., Accelerated Protein Biomarker Discovery from FFPE Tissue Samples Using Single-Shot, Short Gradient Microflow SWATH MS. J Proteome Res, 2020. 19(7): p. 2732-2741.

4. Needham, S.R., Microspray and microflow liquid chromatography: the way forward for LC-MS bioanalysis. Bioanalysis, 2017. 9(24): p. 1935-1937.

5. Distler, U., et al., Enhancing Sensitivity of Microflow-Based Bottom-Up Proteomics through Postcolumn Solvent Addition. Anal Chem, 2019. 91(12): p. 7510-7515.

6. Gillette, M.A., et al., Proteogenomic Characterization Reveals Therapeutic Vulnerabilities in Lung Adenocarcinoma. Cell, 2020. 182(1): p. 200-225 e35.

7. Xu, J.Y., et al., Integrative Proteomic Characterization of Human Lung Adenocarcinoma. Cell, 2020. 182(1): p. 245-261 e17.

8. Gao, Q., et al., Integrated Proteogenomic Characterization of HBV-Related Hepatocellular Carcinoma. Cell, 2019. 179(5): p. 1240.

9. Ge, S., et al., Author Correction: A proteomic landscape of diffuse-type gastric cancer. Nat Commun, 2018. 9(1): p. 1850.

提高SCI论文中稿率,7个方法拿走不谢#SCI#
搞科研的小伙伴们肯定知道的,SCI期刊的拒稿率很高。还有很多高分值的期刊拒稿率会更高。但我们还是得写、投和发表。那么怎么提高中稿率嘞?
PART1了解所投稿的刊物
每一份杂志都有自己的宗旨和覆盖领域,这样的信息在它们的网站上都有介绍。近年来,新刊物如雨后春笋一般冒出来,电子投稿渐渐成为主流,所以一定要仔细阅读不同杂志的投稿指南,有针对性的修改,这是投稿之前的必修课。
PART2了解投稿程序和格式要求
所有杂志对稿件都有一些特殊的要求,比如稿件应采取什么格式,投稿需要提供什么材料等等。有些杂志会根据不同类型的稿件会提出不同的要求。
PART3选题
论文的题名是总纲,是一篇论文给读者和审稿人的第一个重要信息。一个新颖的题名能成为一篇文章的亮点,它一定程度上决定着编辑及审稿人对论文的关注度及兴趣。题名应是以最恰当、最简明的词语,最大限度地反映文章特定科技内容,题文应相符。一篇论文题名一般不超出 20 个汉字。
同时,论文题名要实用且具体,能起到给读者提供是否阅读的信息、益于选定关键词和编制题录与索引、利于提高被引频次及影响因子等重要作用。
PART3自我评价
 这个自我评价的意思就是投稿人对论文质量的评估。同时,也暗含着对目标期刊水平的评价。你不能指望一篇很水的文章发表在国际顶级期刊上,同时你也不希望一篇很有质量的论文只能发表在低级别期刊上。所以正确的自我评价也是投稿成功的重要部分。

PART4沟通技巧
很少有文章介绍如何与审稿人与编辑沟通,但如果沟通出问题,依然可能导致拒稿。
投稿人看到审稿人意见,通常是心里暗暗骂人的。有时候审稿人也会提出一些让作者难以回答的问题或者难以修改的建议。这种情况,掌握一定的沟通技巧就很必要。
首先,无论你是否接受审稿人的意见,都应该礼貌地书面回复。这一点我相信大家都知道。编辑和审稿人有时候在回信时如果给出不明确模糊的修改意见。不要去冥思苦想什么意思,是否去进行进行额外的实验。可以试着直接联系编辑询问是需要些什么,以及他提出修改意见的原因。编辑们还是非常乐意进行解释的。
PART5写好投稿信
写投稿信是投稿的一个关键步骤,这封信往往是杂志编辑对你的第一印象。可以用1-2句话直接地概括说明你的研究和关键发现。这句话最好不要直接从摘要中复制,最好写得简短明了又不那么官方正式。此外你还需要说明,这篇文章符合这个杂志的宗旨和范畴。
PART6全面了解参考资料
当编辑给你的研究定位时,简介部分用到的参考资料是非常重要的。现在的期刊比十年前多得多,因此彻底的文献检索和适当的引用很有必要,只有这样读者才能正确理解这项研究在整个领域中的地位。此外,彻底的文献检索也能增强你对相关领域现状的理解,有助于写出更有影响力的投稿信。
PART7注意图片和说明的格式
对于图片和说明,所有杂志都有自己的特殊规定。然而这样的规定很容易被作者们忽视,尤其是我们被拒稿后再投给另一份杂志时。这样的疏忽只会毫无疑义地拖长整个审稿过程,而你的论文会因为格式问题被打回来。

加分小技巧 提高中稿率
1.稿件中签,文章质量是关键,然而,在质量一定的前提下,做到以下9点也同样可以给稿件加分。
2.资料、数据不要找那些过于陈旧的。
3.切忌学术不端。此类行为期刊一经发现便立即拒稿,并且会影响作者甚至其所在单位的后续投稿。
4.题目要具体、简洁,如直接写出研究的结果结论,或利用副标题突出研究类型,如多中心随机对照实验。避免使用“关于×××的研究”,“××和××之间的关系”等无意义标题。
5.摘要要严格按照要求撰写。不按结构撰写或冗长的摘要会直接降低编辑的阅读兴趣。
6.正文须按照期刊要求,使用相应字体和段落格式。切忌使用修订模式或批注、高亮显示等。
稿件正文中不能出现作者信息,忽视该点会增加编辑的工作量,从而使文章减分。
7.综述、论著类文章的参考文献要新,且格式要符合目标期刊要求。有经验的编辑可根据参考文献年份推测出撰稿时间。
8.审稿或修稿过程中,对于编辑的提问要及时答复,并认真遵守修稿期限。如果真的又没办法按时完成的情况,可以先和编辑说明情况,编辑一般都会给出合理建议。

以上就是方法能一定程度上提高中稿率,具体的需要大家去具体实施。祝大家科研道路顺利!
意格编辑,您的学术服务专家!


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