三氟乙酸辅助裂解技术提升皮肤样本蛋白质组覆盖度的可扩展性研究

本研究创新性地将三氟乙酸(TFA)裂解技术应用于皮肤蛋白质组学，通过优化样本前处理流程，在健康人全层皮肤中鉴定出超过6200种蛋白质组，并开发出仅需2 mm穿刺活检的微创采样方案。该方法解决了皮肤细胞外基质(ECM)高度交联导致的蛋白提取难题，为机器学习等大数据分析工具在皮肤疾病研究中的应用奠定基础。

　　

Highlight

INTRODUCTION

健康人体全层皮肤的蛋白质组学研究面临独特挑战。高度交联的细胞外基质(ECM)既是样本裂解的物理屏障，其高丰度蛋白又会掩盖更具生物学意义的低丰度蛋白。现有样本制备流程十余年来基本未变，操作繁琐且难以规模化，通常需要4mm全层皮肤活检。

Comparing Cleanup Methods

三氟乙酸(TFA)能有效裂解多种原代组织。我们将TFA应用于健康人6mm皮肤活检样本，发现其可溶解大部分样本同时保留支架结构。为优化TFA裂解后肽段/蛋白的检测，我们比较了四种清洁方案：无清洁、有机溶剂沉淀、磁珠(SP3)富集和固相萃取(SPE)。

Lysis Time and Digestion Method

标准流程采用60°C 30分钟裂解，随后在0.1M TEAB缓冲液中消化。我们测试了更温和的裂解条件（室温30分钟或60°C 15分钟），并评估了在消化缓冲液中添加10mM氯化钙(CaCl₂)和10%乙腈(ACN)的效果。虽然CaCl₂和ACN能减少漏切位点，但会显著降低蛋白鉴定数量。

DISCUSSION

人类皮肤蛋白质组分析通常耗时、难以规模化，且依赖可能造成疼痛和疤痕的侵入性采样方法。这导致皮肤疾病研究样本量有限，蛋白鉴定数量也低于其他组织类型。这些限制阻碍了先进分析技术的有效应用。