[發(fā)明專利]用于生物樣品的膨脹蛋白組學分析的方法和制劑

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211042411.8
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115372527A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設計）人: 科瑞歐;郭天南;孫翠驥;李璐;孫耀庭;朱怡
• 申請（專利權(quán)）人: 西湖大學
• 主分類號: G01N30/06
• 分類號: G01N30/06;G01N30/88
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 陳晶晶

本發(fā)明提供了一種通過水凝膠膨脹對組織樣品進行物理膨脹從而進行蛋白組學分析的方法，和用于生產(chǎn)可膨脹的樣品?水凝膠復合體的方法。還提供了一種用于制備樣品?水凝膠復合體的水凝膠制劑、錨定劑等和包含其的相關(guān)試劑盒。

交叉引用

本申請要求2021年8月27日提交的中國專利申請No.202110994923.3的權(quán)益，該申請通過引用全部并入本文。

發(fā)明領域

本公開涉及蛋白質(zhì)組學，特別是結(jié)合水凝膠膨脹技術(shù)對組織樣品進行蛋白質(zhì)組學分析的方法，在此類方法中采用的特定制劑及其用途，以及用于此類方法的試劑盒和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

蛋白質(zhì)亞細胞定位與蛋白質(zhì)的功能密切相關(guān)，但是傳統(tǒng)的高通量研究方法如轉(zhuǎn)錄組測序無法用于這類研究。隨著顯微術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)和機器學習方法的成熟，空間蛋白質(zhì)組學通過對蛋白質(zhì)在亞細胞水平的定位及其動態(tài)變化進行研究，正在成為了解細胞生物學的重要工具。其中一種空間蛋白質(zhì)組學研究方法是基于成像來分析蛋白定位，而不需要在蛋白組學分析之前進行細胞裂解或細胞中區(qū)室或細胞器的分離。

對蛋白質(zhì)的成像是質(zhì)譜成像(IMS)技術(shù)開發(fā)中關(guān)注的焦點之一。質(zhì)譜成像通過質(zhì)譜直接掃描生物樣品，分析分子在細胞或組織中的“結(jié)構(gòu)、空間與時間分布”信息。在此基礎上開發(fā)出的MALDI(基質(zhì)輔助激光解吸電離)質(zhì)譜成像技術(shù)能夠?qū)悠繁砻娴臄?shù)千種分析物進行多重分析，得到揭示分子的位置和相對豐度的二維分子圖譜，尤其是允許蛋白質(zhì)及各種蛋白形式的可視化。然而，MALDI由于其質(zhì)量準確度相對較低，因此限制了其廣泛使用。

在另一方面，對生物組織樣品的空間蛋白質(zhì)組學研究采取的主要方案是用激光捕獲顯微切割(LCM)方法來獲取微小組織樣品。LCM可以通過顯微鏡結(jié)合激光瞄準系統(tǒng)從異質(zhì)環(huán)境中提取單個細胞樣品，使用激光對組織進行穿孔并切除目標區(qū)域，將其與相鄰組織分開。通過激光取樣并用傳統(tǒng)的溶液內(nèi)胰酶消化的方法，得到多肽片段，然后進行蛋白質(zhì)組學分析。然而，LCM取樣只能取到3-5毫米左右的樣品，而且激光顯微切割取樣價格非常昂貴，整套儀器需要上百萬元，無法進行大規(guī)模應用；取到樣品后，用的溶液內(nèi)胰酶消化的方法會在處理的過程中損失很多低豐度的蛋白。

總之，本領域中存在對空間蛋白質(zhì)組學鑒定的取樣和分析方法進行改進的需要，從而能夠更精確地獲取特定位置處的樣品，并在蛋白處理的過程中獲得更多有效的蛋白片段。

發(fā)明內(nèi)容

本公開解決了有效取得微小組織樣品的問題，實現(xiàn)了微空間蛋白質(zhì)組學分析(該技術(shù)在本文中被稱為ProteomEx)。具體地，本公開提供了一種將生物樣品可逆地錨定到水凝膠并均勻膨脹的方法，其中將生物樣品-水凝膠復合體進行蛋白質(zhì)染色和膨脹后，得到線性膨脹6倍左右的可視化組織樣品。然后，根據(jù)需要用打孔器(例如在直徑毫米尺度)可取到原始直徑500微米左右的微小組織樣品用于蛋白質(zhì)組學鑒定。

在一個方面，本公開提供了一種用于對生物樣品進行蛋白質(zhì)組學鑒定的方法，包括：

將所述生物樣品用錨定劑處理，加入水凝膠前體溶液并發(fā)生聚合，從而形成樣品-水凝膠復合體；

對所述樣品-水凝膠復合體進行蛋白質(zhì)變性；

對所述樣品-水凝膠復合體進行蛋白質(zhì)染色，并使其膨脹；和

從膨脹的樣品-水凝膠復合體取樣用于蛋白質(zhì)鑒定。

在某些實施方案中，所述生物樣品是標本、活組織檢查樣品、器官或其部分、或整個生物體。樣品可以是活的、固定或保存的，例如是固定的組織切片、新鮮冷凍組織或包埋在石蠟中的組織切片。

在某些實施方案中，待膨脹的樣品是厚度為50μm或更小的組織切片，即薄的組織樣品。在一些另外的實施方案中，待膨脹的樣品是厚度大于400μm的組織樣品。在一些其他實施方案中，待膨脹的樣品是整個器官。