基于DIA-Orbitrap高分辨质谱技术的血脑屏障转运相关表面蛋白发现及其CNS靶向递送策略研究

本研究创新性地结合数据非依赖采集（DIA）高分辨质谱与细胞表面生物素化技术，系统鉴定了人脑微血管内皮细胞（HBEC-5i）中232种内化表面蛋白，发现54种具有BBB特异性表达的靶点（如PLS3和COLEC12），为突破血脑屏障（BBB）限制、开发中枢神经系统（CNS）药物靶向递送策略提供了全新分子工具和理论依据。

　　

Highlight

本研究揭示了DIA-Orbitrap高分辨质谱在血脑屏障（BBB）相关蛋白研究中的独特优势：

• 首次建立生物素化-DIA联用技术平台，实现232种内化表面蛋白的高通量无偏检测

• 发现54个脑内皮特异性靶点（较皮肤HMEC-1和肺HULEC-5a细胞）

• 多组学验证确定PLS3（肌动蛋白结合蛋白）和COLEC12（胶原凝集素）为最具转化潜力的候选靶标

Detection of biotinylated proteins in HBEC-5i, HULEC-5a and HMEC-1

实验采用低温（4°C）生物素标记结合动态内化追踪策略：

1. 1.

   荧光显微证实HBEC-5i细胞表面生物素化效率>90%

2. 2.

   37°C温育后，链霉亲和素磁珠捕获内化蛋白

3. 3.

   质谱检测显示HBEC-5i特异性内化蛋白的独特动力学特征

Conclusion

该技术突破传统免疫检测局限：

? 无需抗体即可鉴定低丰度膜蛋白（检测限达amol/μg级）

? 揭示PLS3/COLEC12的极性膜定位特性

? 为设计BBB穿梭抗体/纳米载体提供全新靶点库

（注：翻译中保留专业术语如DIA=Data-Independent Acquisition，HBEC-5i=人脑微血管内皮细胞系，PLS3=Plastin 3等，并采用"动态内化追踪""极性膜定位"等生动表述）