LiP-MS：解锁疾病生物标志物的“密码”

更多详情请见：LiP-MS药物靶点筛选技术 

在当今的医学研究领域，疾病生物标志物的发现和应用对于疾病的早期诊断、治疗监测和预后评估具有至关重要的意义，传统诊断方法往往受限于对疾病标志物的敏感性和特异性不足，难以在疾病初期及时捕捉到关键的病理信息，从而使得许多患者在确诊时已错过最佳治疗时机。LiP-MS（有限蛋白水解质谱技术）作为一种新兴的蛋白质研究技术，以其独特的优势和强大的功能，能够从复杂的生命系统中精准识别出与疾病状态紧密相关的生物标志物，正在为疾病生物标志物的研究带来新的突破和希望。

一、LiP-MS技术原理

LiP-MS技术基于蛋白质构象变化对蛋白酶水解可及性的影响。当蛋白质与小分子（如药物、代谢物等）结合或发生翻译后修饰时，其构象会发生变化，从而改变蛋白酶的切割位点可及性。通过有限蛋白水解和质谱分析，可以检测到这些构象变化，进而识别出与疾病相关的蛋白质标志物。具体步骤如下：

1.有限蛋白水解：在温和条件下，使用非特异性蛋白酶对蛋白质样品进行部分酶解，生成具有结构特异性的蛋白片段。

2.质谱分析：通过液相色谱-质谱联用技术（LC-MS/MS）对酶解后的肽段进行分析，获得蛋白质的酶切图谱。

3.数据分析：比较不同条件下蛋白质酶切图谱的差异，识别出构象变化的蛋白质，并进一步确定其结合位点和序列信息。

二、LiP-MS技术在疾病生物标志物研究中的应用

文章：在帕金森病患者中进行全球原位结构蛋白质组分析以鉴定新型生物标志物

帕金森病（PD）作为一种常见的神经退行性疾病，目前缺乏早期诊断的生物标志物。传统蛋白质组学研究通常关注蛋白质丰度、翻译后修饰或异构体的表达水平，但这些研究无法全面反映蛋白质结构的变化。蛋白质结构直接影响其功能，因此，研究蛋白质结构变化可能为帕金森病的诊断和病理机制研究提供新的视角。

该研究使用有限蛋白酶解-质谱（LiP–MS）技术，对52名帕金森病患者和51名健康对照者的脑脊液（CSF）进行了分析。LiP–MS通过非特异性蛋白酶生成结构特异性的蛋白酶解模式，从而捕捉蛋白质的结构变化。另外还使用数据独立采集（DIA）策略和高质量的光谱库，结合无标签定量方法，监测了研究队列中蛋白质的丰度和结构变化。     

结果显示在帕金森病患者的脑脊液中发现了76种结构发生改变的蛋白质。这些蛋白质在帕金森病患者和健康对照者之间表现出显著的结构差异。功能富集分析显示，这些结构改变的蛋白质与帕金森病相关的生物学过程显著相关，例如突触维持和乙酰胆碱代谢。基于结构变化的肽段组合，该研究构建了分类模型，用于区分帕金森病患者和健康对照者，这些模型的性能优于基于蛋白质丰度的模型。此外，该研究进一步在帕金森病患者的脑组织样本中验证了这些结构变化，发现许多在脑脊液中检测到的结构变化在脑组织中也存在。

研究结果表明，蛋白质结构变化在区分帕金森病患者和健康对照者方面具有更高的信息量，可能成为帕金森病诊断的新型生物标志物。这些结构标志物不仅能够反映疾病的病理状态，还可能为帕金森病的早期诊断和治疗提供新的靶点。未来的研究需要在更大的独立队列中验证这些结构标志物的特异性和敏感性，并进一步探讨这些结构变化在帕金森病病理机制中的作用。

研究流程图

三、总结

随着技术的飞速发展和应用范围的不断拓展，LiP-MS（有限蛋白水解质谱技术）在疾病生物标志物研究中的应用正不断突破新的边界。LiP-MS技术以其独特的优势和强大的功能，为疾病生物标志物的发现和应用提供了全新的视角和方法。LiP-MS技术通过结合单剂量（LiP–SMap）和多剂量（LiP–Quant）实验设计，能够快速筛选药物靶点并精确评估其结合亲和力。这种技术的协同创新，为药物设计和优化提供了关键信息，极大地加速了新药研发的进程。例如，通过LiP-MS技术，研究人员可以迅速识别出与疾病相关的蛋白质靶点，并评估药物分子与这些靶点的结合效率，从而为开发更有效的治疗方案提供科学依据。

此外，LiP-MS技术与其他组学技术（如基因组学、代谢组学等）的结合，形成了更全面的个性化医疗解决方案。这种多组学技术的融合，使得研究人员能够从多个层面深入理解疾病的发生机制和生物标志物的动态变化。通过整合蛋白质组学、基因组学和代谢组学的数据，LiP-MS技术为疾病的早期诊断和治疗提供了更加精准和全面的思路。LiP-MS技术在疾病生物标志物研究中具有重要的应用价值，能够通过发现新型生物标志物、早期疾病诊断和疾病机制研究，为疾病的早期诊断和治疗提供强有力的支持。随着技术的不断进步和完善，LiP-MS技术有望在疾病生物标志物研究领域发挥更大的作用，为提高疾病的诊断准确性和治疗效果做出重要贡献。