MALDI成像质谱中的蛋白质鉴定策略简介(三)

本节继续就MALDI成像质谱工作流程中的蛋白质提取策略进行整理。

MALDI成像质谱法激光捕获显微切割蛋白提取

激光捕获显微切割（LCM）常见于对靶向组织样及细胞样品进行分析，因为LCM可以通过

显微镜结合激光瞄准系统从异质环境中提取单个细胞样品。LCM使用激光可对组织进行穿孔并有效切除目标区域，将其与相邻组织分开，然后使用非接触方法（例如激光诱导的前向转

移（LIFT））收集分离的组织。

LCM通常使用紫外线（UV）和/或红外线（IR）激光进行组织穿孔和收集。收集到的组织样

品通过均质化方法和自下而上或自上而下的方法进行分析。高分辨能力的FT-ICR MS与空间定位的LCM也结合用于从IMS数据中进行蛋白质谱鉴定。这两个平台被用于研究和鉴定胶

质母细胞瘤小鼠模型中的蛋白质，蛋白质能够从组织的肿瘤和非肿瘤区域中被特异性鉴定。

使用parafilm膜辅助显微解剖（PAM）将LCM和MALDI IMS集成方法在IMS分析过程中

实现了快速，低成本的基于LCM的蛋白质组学分析。LCM还可以针对组织中特定细胞类型

进行空间的蛋白质组信息收集，但由于组织丢失，灵敏度可能会很差，并且采集时间也较长。MALDI成像质谱法凝胶法蛋白提取

凝胶是一种超吸收性聚合物，其特征在于能够保留相当大体积的液体，并且成本低廉，通过

如丙烯酰胺等水溶性凝胶单体聚合，聚合后通过穿刺活检等方法获得特定直径的凝胶。凝胶

可以进行脱水，再通过如胰蛋白酶等酶溶液从而再水化。所得的凝胶放置在组织表面上，对

空间定向的蛋白质进行消化从而将肽提取到凝胶中，最后将肽从凝胶上洗脱下来进行LC-

MS/MS分析。最初对水凝胶的研究，是想将其作为IMS从组织中获得空间定位的蛋白质谱

鉴定的一种经济有效的补充方法，它通过激光打印的模具制造出用于大鼠小脑中提取和消化

蛋白质的离子型水凝胶，并使用聚丙烯酰胺进一步优化了水凝胶的制备，以用于组织分析。

通过这种方法不仅能够制造直径低至260 mm的水凝胶，也能从大鼠肝脏和大鼠脑中各种亚

结构中鉴定出数百种蛋白质（图3）。尽管该方法能够有效地进行空间靶向的蛋白质鉴定，

但是由于肽提取所需的准备时间和孵育时间长，以及尝试在组织表面上操纵小凝胶时较困难，水凝胶的通量受到很大限制。

图注：基于水凝胶的蛋白质组学工作流程的空间分辨率和灵敏度：（a）使用皮肤穿刺活检工具，可以制作直径不超过260毫米的水凝胶。（b）使用直径为777 mm的水凝胶提取肽，对

大鼠小脑的白质和分子层进行分析，并对蛋白质组学进行比较。

本文由北京百泰派克生物科技编辑整理，资料来源：

Ryan 2019 Protein identification strategies in MALDI imaging mass spectrometry: a brief review

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