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甲殼動物神經(jīng)肽譜圖庫在DIA數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用

瀏覽次數(shù):1197 發(fā)布日期:2024-3-22  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
神經(jīng)肽是一類特殊的信息物質(zhì),泛指存在于神經(jīng)組織并參與神經(jīng)系統(tǒng)功能作用的內(nèi)源性活性物質(zhì)。特點(diǎn)是含量低、活性高、作用廣泛而又復(fù)雜,在體內(nèi)調(diào)節(jié)多種多樣的生理功能,如痛覺、睡眠、情緒、學(xué)習(xí)與記憶,乃至神經(jīng)系統(tǒng)本身的分化和發(fā)育都受神經(jīng)肽的調(diào)節(jié)。神經(jīng)肽在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中具有巨大的應(yīng)用潛力,如癲癇、阿爾茲海默癥、精神分裂癥、自閉癥等的標(biāo)志物篩查與治療等。

數(shù)據(jù)依賴采集(DIA)由于靈敏度高、重現(xiàn)性好,比較適合神經(jīng)肽的質(zhì)譜檢測與鑒定。甲殼類動物由于相對簡單的神經(jīng)系統(tǒng)而成為神經(jīng)肽組學(xué)研究的經(jīng)典模型。來自威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的李靈軍教授團(tuán)隊(duì)從北黃道蟹(Cancer borealis)的腦、心包組織和胸椎神經(jīng)節(jié)組織中分別提取神經(jīng)肽,采集了其DIA數(shù)據(jù),并比較了譜圖庫搜索(Spectral Library)library-free數(shù)據(jù)庫搜索對DIA譜圖的解析深度。結(jié)果顯示在胸椎神經(jīng)節(jié)組織中,譜圖庫鑒定數(shù)量顯著優(yōu)于數(shù)據(jù)庫搜索,其他兩種組織無顯著差異。DIA的譜圖庫建立及分析使用PEAKS Online完成,數(shù)據(jù)庫檢索結(jié)合DIA-Umpire和PEAKS Studio完成。

Figure 1 實(shí)驗(yàn)流程

DDA譜圖庫構(gòu)建
DIA數(shù)據(jù)的譜圖庫搜索重現(xiàn)性高,穩(wěn)定性好,速度快,但局限性在于需要額外的樣品做多組份分離,消耗額外的時(shí)間和成本。本研究中,作者選擇了先前已收集的北黃道蟹組織樣本(包括腦、心包組織、連和神經(jīng)節(jié)、胸椎神經(jīng)節(jié))的DDA數(shù)據(jù)來構(gòu)建譜圖庫。通過PEAKS Online完成17個(gè)DDA數(shù)據(jù)的搜庫,并構(gòu)建了包含239條神經(jīng)肽序列(含PTM共333條)的譜圖庫(Figure 2)。該譜圖庫覆蓋了豐度的翻譯后修飾位點(diǎn),并且m/z分布于先前報(bào)道的一致。

Figure 2 譜圖庫統(tǒng)計(jì)


DIA數(shù)據(jù)分析

譜圖庫分析直接在PEAKA Online軟件中完成,直接數(shù)據(jù)庫搜索先通過DIA-Umpire對數(shù)據(jù)解卷積然后用PEAKS Studio完成搜庫(Tips:PEAKS OnlinePEAKS Studio均可直接對DIA數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫搜索,不需要其他軟件預(yù)處理哦~)。如Figure 3的對比結(jié)果所示,對于本次采集的神經(jīng)肽DIA數(shù)據(jù),譜圖庫搜索能鑒定到更多肽段,胸椎神經(jīng)節(jié)組織(TG)差異更加顯著。此外,從腦和心包組織的結(jié)果對比可以看出(Figure 3 B-C),譜圖庫和直接數(shù)據(jù)庫搜索可以結(jié)合使用,作為互補(bǔ),達(dá)到更深度的DIA譜圖解析效果。相對來說,譜圖庫檢索的重現(xiàn)性更加穩(wěn)定(Figure 4)。

Figure 3 譜圖庫和直接數(shù)據(jù)庫DIA數(shù)據(jù)分析結(jié)果對比

(PO:心包組織,TG:胸椎神經(jīng)節(jié)組織)

Figure 4 譜圖庫與直接數(shù)據(jù)庫檢索重現(xiàn)性

小結(jié)

本研究的結(jié)果表明,即使沒有針對同批樣本的DDA多餾分?jǐn)?shù)據(jù)作為譜圖庫,利用同類樣本已獲得的前期DDA數(shù)據(jù)構(gòu)建譜圖庫也是一種高效、可行的方法,并且無需消耗額外的樣品和機(jī)時(shí)。盡管譜圖庫的構(gòu)建也受限于多種因素,但該方法在本研究中,對于神經(jīng)肽的鑒定提供了可靠的結(jié)果,并且PTMs的鑒定和位點(diǎn)定位也很準(zhǔn)確。此外,譜圖庫和直接數(shù)據(jù)庫檢索結(jié)合使用不失為一種更加全面的方法。

# 小提示#
PEAKS OnlinePEAKS Studio作為提供一站式質(zhì)譜數(shù)據(jù)分析解決方案的軟件,整合了所有DDA和DIA數(shù)據(jù)分析工作流,支持絕大部分廠商的質(zhì)譜儀原始數(shù)據(jù)直接分析,無需任何第三方軟件的格式轉(zhuǎn)換。
工作流中的所有功能模塊均可自由勾選,數(shù)據(jù)分析怎么做,由您自己定義!

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