人类多能干细胞衍生的心肌细胞(hPSC-CMs)有很大的潜力作为研究工具相关的心血管疾病和治疗,但需要更多的洞察hPSC-CM生物学可以意识到在他们的全部潜力。在一个研究最近发表在《蛋白质组研究期刊》的研究,一个新的multiomics hPSC-CM代谢物和蛋白质组分析方法,可以大大有助于推进hPSC-CM生物学的理解。
188金宝搏备用该研究的第一作者说,伊丽莎白·f·Bayne博士生通用电气实验室威斯康星大学麦迪逊分校,学习更多的方法及其意义。在这次采访中,Bayne还讨论了采用multiomics方法的好处,并概述了接下来的步骤的研究。
灰板(AB):为什么研究很重要的结构和功能性质hPSC-CMs吗?这个应用程序可能什么?
伊丽莎白·f·Bayne (EB):hPSC-CMs显示巨大的承诺精密医学领域的心血管疾病,这是一个全世界范围内导致死亡的主要原因。具体来说,hPSC-CMs毒性筛查制药应用程序非常有用,从patient-derived细胞系心脏疾病模型,再生细胞替代疗法等疗法。
阿瑟:为什么hPSC-CMs复制数据在活的有机体内模型证明了挑战?
海尔哥哥:其中一个障碍实现全部潜能的干细胞衍生心肌细胞在诊所是他们的表型不成熟与成人相比CMs。什么是“末”阶段在文化像一个胎儿心肌细胞表型在活的有机体内和缺乏有组织的肌小节和代谢网络在同一规模成人CMs。这个相对不成熟的干细胞心肌细胞很难模型心脏基因疾病发生在以后的生活中或使用这些细胞的一部分再生治疗。
阿瑟:multiomics方法提供什么福利在这种情况下吗?
海尔哥哥:因为hPSC-CM成熟需要复杂的信号网络,新发现的方法迫切需要获得系统性见解hPSC-CM生物学。我们分析了代谢、脂质和蛋白质发现CM成熟的发展动力。质量spectrometry-based方法提供客观的测量生物分子高通量的方式。测量代谢组和蛋白质组的变化相关的信号转导和细胞代谢的改变。我们旨在整合这些测量从一个细胞培养获得的信息最大化每个珍贵的样本和创建一个全面的心肌细胞表型的照片,因为他们成熟的文化。
阿瑟:你能描述一下你采用的顺序排列?
海尔哥哥:序贯方法封装的代谢物,脂质和蛋白质从细胞培养收获。在这里,我们使用溶剂型淬火技术收获代谢物和脂质同时沉淀蛋白质从同一hPSC-CMs。短暂离心后一步,metabolite-rich上层清液和脱水细胞颗粒很容易分开。的metabolite-rich上层清液分析了超高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱使用一个自动化的流动注射。从那里,我们处理和注释的数以百计的代谢物和脂质在每个光谱和相关注释代谢物的代谢网络。与此同时,残余细胞材料resolubilized并受猎枪PASEF-enabled蛋白质组学的力量timsTOF Pro。resolubilize蛋白质,我们使用偶氮离子,机油包裹表面活性剂,使高效酶消化而实现自底向上的蛋白质组学定量重现性。数据搜索使用MaxQuant、转换和组织成KEGG通路。最后,我们结合我们的代谢物和蛋白质点击创建一个概要文件组合的心肌细胞。
阿瑟:为什么有利于采用序贯策略收集multiomics数据吗?
海尔哥哥:序贯策略multiomics允许我们最大化每个珍贵的细胞培养获得的信息,这需要巨大的努力,资源和时间来培养。它还允许我们创建多维CM表型的照片在成熟的不同阶段而消除样本变异的可能性。
阿瑟:有数据处理的挑战与收集数据顺序?你是怎么克服呢?
海尔哥哥:处理数据的最具挑战性的部分是确保代谢组学和蛋白质组学数据处理镜子彼此密切,同时确保数据分析适当的本质差异样品组成、仪器和数据采集的方法。例如,会计缺失值在一个自底向上的蛋白质组学数据集可能需要一个不同的统计方法在代谢组学数据集比缺失值。为了克服这一挑战,我们首先处理数据集独立根据每个字段的接受标准和集成的蛋白质和代谢物支安打。
阿瑟:这项研究空间你的下一个步骤是什么?
海尔哥哥:在未来,我们预见这顺序提取策略可翻译与一些小修改组织占3 d组织的本质。这种multiomics提取策略和质谱平台将是有用的为临床相关分析分析少量的组织,如人类心肌活检样本。
伊丽莎白Bayne灰板,编辑主任技术网络。188金宝搏备用
蛋白质组学和代谢组学
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