新型TRIzol样试剂(TLR)的开发及其在减少基质效应促进多组学研究中的应用

针对TRIzol试剂在代谢组学和脂质组学中基质效应显著的问题，研究人员开发了一种新型TRIzol样试剂(TLR)，通过系统分析优化配方，显著降低基质效应(极性代谢物31.1-105.9%，脂质55.7-99.3%)，同时保持DNA/RNA/蛋白质的高效提取。该研究首次实现单次提取支持蛋白质组学、脂质组学和代谢组学的整合分析，为有限样本的多组学研究提供了突破性工具。

　　

在生命科学研究中，全面解析生物系统的复杂性需要整合基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和脂质组学等多组学数据。这种多组学整合分析能够揭示生物分子间的复杂相互作用，为疾病机制研究和精准医疗提供重要依据。然而，当前面临的一个主要挑战是如何从同一份珍贵样本中高效提取多种生物分子，特别是当样本量有限时。传统方法如TRIzol试剂虽能同时提取DNA、RNA和蛋白质，但其显著的基质效应严重影响了其在代谢组学和脂质组学中的应用，尤其是基于液相色谱-质谱联用(LC-MS)的灵敏分析。

针对这一关键问题，来自国家科学和技术委员会资助的研究团队开发了一种新型TRIzol样试剂(TLR)，显著降低了基质效应，同时保持了多种生物分子的高效提取能力。这项研究发表在《Microchemical Journal》上，为多组学研究提供了重要工具。

研究人员首先通过非靶向分析确定了TRIzol中导致基质效应的关键成分，然后设计了一系列TLR变体进行优化。最终获得的TLR-2配方在保持DNA、RNA和蛋白质提取效率的同时，将极性代谢物的基质效应降低了31.1-105.9%，脂质的基质效应降低了55.7-99.3%。为验证其应用价值，研究团队将TLR-2应用于HEK293T细胞的多组学研究，比较了过表达P-body减少微蛋白NoBody_22-41的细胞与野生型细胞的差异，成功实现了从同一份样本中获取蛋白质组、脂质组和代谢组数据。

关键技术方法包括：1) 系统评估TRIzol的基质效应并确定关键干扰成分；2) 设计并优化TLR配方；3) 使用LC-MS进行代谢组和脂质组分析；4) 应用HEK293T细胞模型验证TLR在多组学研究中的性能；5) 比较野生型和NoBody_22-41过表达细胞的分子特征差异。

研究结果：
Developing TLRs for enhanced sequential isolation
通过系统分析发现TRIzol中的某些成分会导致LC-MS信号抑制，特别是在极性层。研究人员通过成分替换和比例优化，开发出TLR-2配方，显著降低了基质效应。

Conclusions
TLR-2成功解决了传统TRIzol在多组学研究中的关键限制，其低基质效应特性使其成为有限样本多组学分析的理想工具。该研究不仅提供了技术突破，还为理解P-body等细胞结构的分子组成和功能提供了新视角。

这项研究的创新性在于首次实现了改良型TRIzol试剂在整合多组学分析中的应用，解决了基质效应这一长期存在的技术瓶颈。对于临床样本和珍贵生物材料的研究尤其重要，将极大促进精准医学和系统生物学研究的发展。研究团队特别感谢国家科学和技术委员会(NSTC 112-2113-M-A49-032-MY2)和阳明凌医学基金会的资助支持。