High-throughput single-cell proteomics analysis with nanodroplet sample processing, multiplex TMT labeling, and ultra-sensitive LC-MS
Aplikace | 2020 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Analýza proteomu na úrovni jednotlivé buňky umožňuje odhalit buněčnou heterogenitu v biologických souborech, identifikovat vzácné subpopulace a pochopit molekulární mechanismy vývoje či onemocnění. Tradiční přístupy jsou často limitovány nízkou výtěžností přípravy vzorků a malým objemem proteinu, což omezuje citlivost a průtok analýzy.
Cílem studie bylo vyvinout vysoce výkonnou metodiku pro kvantitativní proteomiku jednotlivých buněk. Autoři kombinovali nanodropletovou platformu nanoPOTS s isobarickým značením TMT10plex a ultra citlivou LC-MS analýzou na Orbitrap Eclipse Tribrid hmotovém spektrometru se systémem Real-Time Search, aby zvýšili pokrytí proteomu a přesnost kvantifikace při vysoké propustnosti.
Vzorky:
Pomocí TMT10plex MS2 přístupu bylo identifikováno 1676 proteinů a kvantifikováno 823 proteinů ve 24 buněčných analýzách, umožňujících rozlišení tří myších buněčných typů (PCA a heatmapy). Díky SPS MS3 s Real-Time Search se počet identifikovaných proteinů zvýšil na 2346 a kvantifikovaných na 1300 v 16 buňkách, přičemž se výrazně zlepšila kvantifikační přesnost a pokrytí diferenciálně exprimovaných markerů. Volcano analýzy potvrdily zvýšenou citlivost a reprodukovatelnost při detekci biomarkerů pro jednotlivé buňky.
Metoda umožňuje:
Očekává se rozšíření metod pro proteomové mapování tkáňové heterogenity za využití imuno-histochemie nebo laserové mikrodissekce ve spojení s nanoPOTS a TMT značením. Pokroky v automatizaci a dalším zmenšování objemů vzorků mohou posunout hranici citlivosti směrem k analýze subkompartimentálních částí buněk či exozómů. Integrace strojového učení a real-time datových analýz umožní rychlejší a cílenější volbu datově bohatých fragmentů.
Kombinace nanoPOTS se značkováním TMT a ultra citlivou Orbitrap Eclipse Tribrid LC-MS platformou s Real-Time Search přináší robustní workflow pro vysokopropustnou proteomiku jednotlivých buněk. Metoda dosahuje vysokého proteomového pokrytí, přesné kvantifikace a otvírá cestu k rozsáhlým studiím buněčné heterogenity a klinických vzorků.
LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníProteomika
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Analýza proteomu na úrovni jednotlivé buňky umožňuje odhalit buněčnou heterogenitu v biologických souborech, identifikovat vzácné subpopulace a pochopit molekulární mechanismy vývoje či onemocnění. Tradiční přístupy jsou často limitovány nízkou výtěžností přípravy vzorků a malým objemem proteinu, což omezuje citlivost a průtok analýzy.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo vyvinout vysoce výkonnou metodiku pro kvantitativní proteomiku jednotlivých buněk. Autoři kombinovali nanodropletovou platformu nanoPOTS s isobarickým značením TMT10plex a ultra citlivou LC-MS analýzou na Orbitrap Eclipse Tribrid hmotovém spektrometru se systémem Real-Time Search, aby zvýšili pokrytí proteomu a přesnost kvantifikace při vysoké propustnosti.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky:
- Jednotlivé myší buňky (epiteliální, endoteliální, imunitní) izolované pomocí fluorescenčně aktivované třídicí analýzy (FACS).
- Boost vzorek o hmotnosti 5 ng pro zvýšení signálu.
- NanoPOTS platforma pro enzymatickou štěpení a značení ve velmi malém objemu (200 nL) s TMT10plex isobarickými značkami.
- Snížení, alkylace a tryptické štěpení v jednom kyvetovém systému minimalizující ztráty.
- Thermo Scientific UltiMate 3000 RSLCnano se 30 cm C18 kolonkou (30 µm i.d.) s integrovaným nanoespray emitorem.
- Orbitrap Eclipse Tribrid MS s metodami MS2 a SPS MS3 s Real-Time Search (RTS) pro selektivní spouštění MS3 skenů.
- Proteome Discoverer 2.4 pro identifikaci a kvantifikaci proteinů.
Hlavní výsledky a diskuse
Pomocí TMT10plex MS2 přístupu bylo identifikováno 1676 proteinů a kvantifikováno 823 proteinů ve 24 buněčných analýzách, umožňujících rozlišení tří myších buněčných typů (PCA a heatmapy). Díky SPS MS3 s Real-Time Search se počet identifikovaných proteinů zvýšil na 2346 a kvantifikovaných na 1300 v 16 buňkách, přičemž se výrazně zlepšila kvantifikační přesnost a pokrytí diferenciálně exprimovaných markerů. Volcano analýzy potvrdily zvýšenou citlivost a reprodukovatelnost při detekci biomarkerů pro jednotlivé buňky.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje:
- Vysokopropustné kvantitativní studie jednotlivých buněk s cílem pochopit buněčnou heterogenitu.
- Detekci a kvantifikaci více než 2000 proteinů z jednotlivých buněk.
- Analýzu vzácných buněčných subpopulací či cílených klinických vzorků (např. cirkulující nádorové buňky).
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření metod pro proteomové mapování tkáňové heterogenity za využití imuno-histochemie nebo laserové mikrodissekce ve spojení s nanoPOTS a TMT značením. Pokroky v automatizaci a dalším zmenšování objemů vzorků mohou posunout hranici citlivosti směrem k analýze subkompartimentálních částí buněk či exozómů. Integrace strojového učení a real-time datových analýz umožní rychlejší a cílenější volbu datově bohatých fragmentů.
Závěr
Kombinace nanoPOTS se značkováním TMT a ultra citlivou Orbitrap Eclipse Tribrid LC-MS platformou s Real-Time Search přináší robustní workflow pro vysokopropustnou proteomiku jednotlivých buněk. Metoda dosahuje vysokého proteomového pokrytí, přesné kvantifikace a otvírá cestu k rozsáhlým studiím buněčné heterogenity a klinických vzorků.
Reference
- Zhu Y. et al. 2018. Nanodroplet Processing in One Pot for Trace Samples (nanoPOTS). Angewandte Chemie International Edition, 57:12370–12374.
- Budnik B. et al. 2018. SCoPE-MS: single-cell proteomics by mass spectrometry. Genome Biology, 19:161.
- Erickson B.K. et al. 2019. Real-Time Search for High-Accuracy Quantification with SPS-MS3. Journal of Proteome Research, 18:1299–1306.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Sensitive and High-throughput Single-cell Proteomics Workflow on New Quadrupole-ion trap-Orbitrap Mass Spectrometer with FAIMS Separation
2020|Thermo Fisher Scientific|Postery
Sensitive and High-throughput Single-cell Proteomics Workflow on New Quadrupole-ion trap-Orbitrap Mass Spectrometer with FAIMS Separation Khatereh Motamedchaboki1; Maowei Dou1; Yongzheng Cong2; Romain Huguet1; Aaron M Robitaille1; David M Horn1; Yufeng Shen3; Daniel Lopez-Ferrer1; Ryan T Kelly2, 4; Ying Zhu4. 1Thermo…
Klíčová slova
cells, cellsfaims, faimsepithelial, epithelialendothelial, endothelialorbitrap, orbitrapcell, cellimmune, immunetribrid, tribridsingle, singleotit, otitnanopots, nanopotshcd, hcdeclipse, eclipseraw, rawsearch
High-Throughput Single Cell Proteomics Analysis with Nanodroplet Sample Processing, Multiplex TMT labeling, and Ultra-Sensitive LC-MS
2019|Thermo Fisher Scientific|Postery
High-Throughput Single Cell Proteomics Analysis with Nanodroplet Sample Processing, Multiplex TMT labeling, and Ultra-Sensitive LC-MS Khatereh Motamedchaboki1, Maowei Dou1, Yongzheng Cong2, Romain Huguet1, Aaron M Robitaille1, Yufeng Shen3, Geremy Clair,4 Charles Ansong,4 Daniel Lopez-Ferrer1, Ryan T. Kelly2,4, and Ying Zhu4…
Klíčová slova
epithelial, epithelialendothelial, endothelialcell, cellimmune, immunegroups, groupstmt, tmtpeptides, peptidespeptide, peptidetagtm, tagtmtmttm, tmttmlabeling, labelingempty, emptynanodroplet, nanodropletloading, loadingraw
Ultra Sensitive LC-MS Workflow for Single Cell Proteomic Analysis
2019|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
Ultra Sensitive LC-MS Workflow for Single Cell Proteomic Analysis Khatereh Motamedchaboki, Ph.D. Vertical Marketing, Proteomics November 2019 The world leader in serving science New Mass Spectrometry Platforms 2 Proprietary & Confidential Challenges in Life Science Mass Spectrometry Qualitative Proteomics Complex…
Klíčová slova
confidential, confidentialfaims, faimsproprietary, proprietarycell, cellprotein, proteingroups, groupspeptide, peptidetmt, tmtsearch, searchsingle, singlenanopots, nanopotsepithelial, epithelialreal, realendothelial, endothelialcoverage
Thermo Scientific Orbitrap Eclipse Tribrid mass spectrometer
2020|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
Go beyond today’s discovery Orbitrap Eclipse Tribrid mass spectrometer Go beyond today’s discovery When complex analytical questions require a definitive answer, you need a powerful and versatile solution that will allow you to accurately resolve subtle differences, distinguish the right…
Klíčová slova
ptcr, ptcrlll, lllsearch, searchsps, spsreal, realprotein, proteinproteoforms, proteoformsnative, nativellll, llllcell, celltribrid, tribridfaims, faimsligand, ligandllllllll, llllllllmass