Olink文章突破两千篇|见证靶向蛋白组学加速临床标志物研究转化

文摘   Science   2024-09-23 08:00   上海  

Olink文章突破2000篇 

Olink一直致力于推进蛋白组学转化,更好地理解实时生物学和疾病进程,加速精准医疗进入2.0时代。通过世界各地的科学家的不懈努力和杰出工作,截止2024年9月22日,使用Olink PEA技术发表的同行评议文献已超过2,076 篇,近两年净增长超过500篇(该数字还在持续增长中),高影响因子杂志系列高质量文章不断涌现,让我们在生命密码解读的路上又更近一步。
蛋白组学近年来的发展可谓迅猛。作为一种工具平台,它可以帮助研究人员深入理解疾病的分子机制,发现新的生物标志物和潜在治疗靶点。作为中心法则中的生命活动最终执行者,对蛋白组的研究能够弥补基因组和表型间的差距,为精准医学提供新方向。



中国声音综述
如何将Olink新一代靶向蛋白组学技术应用于临床生物标志物研究——宁波市第二医院韩丽媛/郭旭教授团队Proteomics Clinical Applications 发表了题为“Methods and clinical biomarker discovery for targeted proteomics using Olink technology”的综述给出答案:其中全面而详细地讨论了Olink蛋白组学技术在肿瘤心血管、呼吸免疫相关疾病中的应用,并对蛋白组研究应用的发展现状和未来方向进行了总结与展望。
蛋白组学研究方法

质谱技术是蛋白质组学中的传统技术,它通过电离酶解后的多肽离子,分离并检测质荷比来定量蛋白质。质谱分析面临的挑战包括肽段丢失和更容易检测到高丰度蛋白,对低分子量难以富集蛋白的检测困难。Olink技术通过偶联特定,部分互补的DNA单链的抗体对与目标蛋白结合,将基于抗体检测的特异性与PCR技术的灵敏度合二为一,能够检测到质谱技术难以捕捉的低丰度蛋白质PEA技术介绍)。利用多种平台整合的蛋白生物标志物研究可以提供比单一平台更精确、全面的视角,有助于疾病相关标志物的鉴定。

Olink技术特点

人类血清/血浆是蛋白组学研究的主要临床样本,为各种疾病提供了广泛的潜在生物标志物资源。组织样本中的特异性蛋白也会在细胞损伤后释放到血液中。Olink在生物样本,尤其是体液样本分析中展现了超高的灵敏度和特异性,只需要极少的样本量。其适合体液样本中低丰度蛋白质,如细胞因子或趋化因子的定量。此外,Olink避免了ELISA多重检测中的交叉反应,因此也更适合大队列样本的检测。

Olink Panel选择方法
常用的Olink panel包括炎症、肿瘤、心血管、神经和肿瘤免疫等。选择panel方法主要有三种:
1. 疾病名称匹配法:直接根据目标疾病名称选择相应的Olink Panel。这种方法简单直接,适合研究初期广泛筛选蛋白,但可能无法精确定位特定蛋白。
2. 通路对应法:选择与疾病相关的生物学通路对应的Panel,如心肌代谢、细胞调节或免疫反应途径。这种方法有助于深入研究疾病的生物学机制。
3. 文献和数据库检索法:通过文献和数据库检索,确定与特定疾病相关的抗原组合,然后进行实验筛选。这种方法前期需要大量文献工作,但最适合对特定疾病的Panel进行选择,节省资源,筛选结果也可以作为模型开发的基础。
Olink Panel应用领域

  炎症panel

炎症是创伤感染和常见疾病,特别是影响主要脏器的疾病中重要且常见的病理过程。炎症标志物有助于诊断和监测疾病进展。Olink炎症panel中的蛋白主要由趋化因子、成纤维生长因子、metzincins、白介素和肿瘤坏死因子(TNF)等组成。目前,炎症研究的主要应用集中在各类炎症相关疾病,包括阿尔茨海默病(AD)、COVID-19、哮喘、牛皮癣、HIV、多发性硬化症、卵巢癌、心房颤动和ST段抬高型心肌梗死等。由于炎症在AD的发病机制中扮演关键角色,并且持续的炎症反应会损害大脑功能,炎症Panel在AD研究和诊断中具有广泛的应用价值。研究发现了CX3CL1是AD发病机制中的关键分子,SCRN1则被确认为AD检测的潜在特异性标志物。下表列举了一些Olink炎症panel在神经系统疾病研究中的应用。

Olink炎症panel在神经系统疾病中的应用

   肿瘤免疫和免疫应答panel

肿瘤免疫panel包括肿瘤免疫蛋白和免疫反应蛋白,在趋化性、细胞凋亡、肿瘤免疫和代谢等各种过程中发挥作用。免疫应答panel 由参与适应性免疫反应、炎症反应和细胞运动介导的信号通路的蛋白组成。两者共享部分蛋白,如IL-6信号通路与肿瘤发生、促进癌细胞增殖、转移和维持肿瘤微环境有关。IL-6与乳腺癌、白血病和肝癌等不同癌症有关。除肿瘤研究外,肿瘤相关panel在心肌梗死(MI)和神经系统等疾病中也有相关应用。研究表明,心肌梗死导致CDCP1表达的DNA序列变化。MI的风险随着这些蛋白的血浆浓度升高而增加。未来的研究可能会使用孟德尔随机化来研究蛋白质和MI之间的因果关系,并确定它们作为潜在心肌梗死治疗靶点的可能。

  心血管panel

Olink为心血管研究提供不同的panel,包括多款心血管panel和心肌代谢panel。心血管panel主要由心血管蛋白、炎症蛋白和其他具有动态表达水平的蛋白组成。心肌代谢panel包括细胞代谢过程细胞粘附蛋白。Olink Target心血管III panel已经被广泛应用于心血管疾病和神经系统疾病,其中的纤溶酶原激活剂(PAs),如组织PA(tPA)和尿激酶型PA(uPA)负责纤维蛋白分解和血栓清除。tPA和uPA也与AD的发病机制相关。GDF-15可以作为心血管疾病的生物标志物,因为GDF-15水平升高会加剧心血管疾病,增加严重出血的风险。FGF-23、suPAR、TFF3、TNFR1、TRAILR2和CTSL1在房颤中的研究尚不充分,但已被确定为潜在的预后生物标志物,与心血管死亡具有很强的独立相关性,并得到了相应的验证。未来有针对性的机制研究可能会为这些疾病提供新的见解,并解决当前的研究挑战。在肌萎缩性侧索硬化症的研究中,研究人员在人脑脊液(CSF)中发现了三种新的潜在生物标志物:连接粘附分子A、肿瘤坏死因子受体2和几丁质酶肌红蛋白。这一发现突出了脑脊液在生物标志物鉴定方面的潜力,为脑神经系统疾病提供了有价值的见解。

  其它panel

其它panel包括癌症、生物过程和神经panel。肿瘤panel包括癌症 II和癌症 III,主要应用于癌症研究。神经panel包括神经探索和神经两种,用于探索AD等神经系统疾病。生物过程panel包括器官损伤、发育、代谢和细胞调节,用于研究涉及应激反应调节、细胞增殖、细胞周期和细胞死亡/凋亡的疾病。器官损伤panel主要研究器官损伤,而发育panel则研究与细胞迁移、运动、细胞外基质组织和神经发生相关的蛋白质。代谢panel应用于细胞代谢过程,细胞表面受体信号通路,磷酸化调节和细胞粘附的研究。细胞调节panel包含与细胞通讯、细胞凋亡、细胞周期和细胞分化相关的蛋白质。

在众多Olink panel中,炎症panel应用最为丰富。炎症在众多疾病中扮演着关键角色,因此筛选炎症相关的生物标志物变得尤为重要。设计包含与疾病相关的炎症因子的Panel,有助于促进这些关键生物标志物的发现。值得注意的是,IL-6作为一种多功能细胞因子,在蛋白网络中扮演着核心角色,并与多种疾病紧密相关。IL-6的过量产生或信号传导失衡,可能引发炎症、自身免疫病和癌症。荟萃分析还指出,IL-6是冠状动脉疾病、缺血性中风及其它炎症性疾病的潜在生物标志物,凸显了其在疾病诊断和治疗中的潜在价值。Olink的多种panel中均包含IL-6,此外,Olink也提供可供研究人员灵活选择15-21种炎症因子的Flex订制型panel。

蛋白组学面临挑战和未来方向

蛋白检测技术的进步显著提升了蛋白组学的通量准确性灵敏度,使其广泛应用于多种疾病的研究。尽管一些生物标志物已得到初步验证,但仍面临着在独立样本队列中进一步验证的挑战。此外,诸如偶然发现、样本预处理差异或队列偏差等因素也需要被仔细考虑。体液蛋白质组中蛋白质的多样性、复杂性丰度使得单一方法的综合检测具有挑战,突出了结合多种蛋白组学技术进行可靠蛋白质标志物鉴定的重要性。此外,将蛋白质组学与其他组学技术相结合具有更大的潜力,并能对疾病过程得到更全面的了解,但这一领域仍未得到充分探索。

尽管高通量蛋白组学技术极大提升了检测效率,但目前面临着数据分析标准化缺乏、样本采集质量差异等挑战。在未来研究中,需要建立标准化流程,严格筛选和验证疾病特异性生物标志物,并通过多组学技术深入疾病机制研究。持续创新将提高技术的再现性通量定量能力,有助于发现新的生物标志物,推动疾病诊断和治疗的进步。预计未来技术将能高效、高选择性地分析血清样品中的蛋白标志物,为疾病早筛诊断精准医疗提供重要支持。
参考资料:
1. Wang H, Zhao T, Zeng J, Zhang R, Pu L, Qian S, Xu S, Jiang Y, Pan L, Dai X, Guo X, Han L. Methods and clinical biomarker discovery for targeted proteomics using Olink technology. Proteomics Clin Appl. 2024 May 10:e2300233. doi: 10.1002/prca.202300233. Epub ahead of print. PMID: 38726756.

Olink Proteomics

Part of Thermo Fisher Scientific



   Olink Proteomics创立于瑞典乌普萨拉,致力于突破蛋白检测在“多重能力/特异性”、“灵敏度”和“检测通量”等方面的综合瓶颈,进而实现超灵敏多重蛋白标志物检测、无偏靶向蛋白质组学和精准蛋白组学,以帮助蛋白标志物的发现、药物研发、转化医学、以及让“多组学整合”真正切实可行。


    具体来说,我们基于专利PEA技术,秉承严谨和透明的科学精神,开发并充分验证了一系列开创性的Olink Panel。


    这些Panel可赋能科学家,通过在1-6µl体液中精确检测15-5400+种生物标志物,更加充分地理解实时生物学。从而,借助多组学发现pQTL等创新药物靶点;筛选更好的疾病预测和预后标志物;理解药物作用的MoA, Safety, PK, PD, Dose;拓展已上市药物的适应症;开发伴随诊断;加速药物研发进程,降低药物研发成本;同时促进从临床科研到临床应用的转化;提高肿瘤等疾病早筛方法的灵敏度和特异性,并最终达致精准医学。


    Olink现已覆盖100%主要信号通路,实现生物学意义上的超灵敏无偏靶向蛋白组学(兼容各种样本类型,对传统方法无法胜任的血浆血清等体液样本尤其适用)


官网:
https://www.olink.com

电话:+86 21 5077 8771

邮箱:China@olink.com

地址:上海市浦东新区沪南路2157弄2号1011室

Olink Proteomics
Olink Proteomics来自瑞典,为精准医学/转化医学提供创新蛋白标志物及组学检测方案。借助PEA专利技术和充分验证,实现了蛋白组学检测技术在通量、特异性、灵敏度的突破。021-50778771, China@olink.com
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