重磅上新！20 ug外泌体即可开展泛修饰蛋白质组学检测
一次看清外泌体蛋白的“功能状态密码”
近年来，外泌体作为细胞间通讯的重要载体，已广泛应用于肿瘤、免疫炎症、神经退行性疾病、再生医学、干细胞治疗及药物递送等研究方向。过去我们常通过外泌体miRNA、lncRNA、蛋白表达谱等方式理解其功能，但一个越来越关键的问题正在浮现：
外泌体里“有哪些蛋白”固然重要，但这些蛋白处于怎样的修饰状态，可能才真正决定它们如何被识别、递送、激活和发挥功能。
近日，恩泽康泰已经完成外泌体样本泛修饰蛋白质组学测试验证，基本确定20 ug级别外泌体蛋白即可开展泛修饰蛋白质组学检测。这意味着，外泌体研究正式从“蛋白表达量分析”进一步迈向“蛋白功能状态解析”。
下面，让我们一起深度了解这项新型外泌体多组学服务。
01 什么是泛修饰蛋白质组学？
泛修饰蛋白质组学拓展了传统翻译后修饰的概念：与标准蛋白序列相比，蛋白质主链和侧链发生的任何变化，都可被纳入泛修饰分析范围。
它不仅包括常见的酶促翻译后修饰，也包括氨基酸替换、非标准氨基酸引入、mRNA编辑或剪切导致的蛋白多态变化，以及代谢物、小分子与蛋白发生共价结合形成的化学衍生物修饰。
简单来说，传统修饰组学像是“带着答案去找题”，而泛修饰蛋白质组学更像是“打开全景视野，先发现所有异常质量偏移，再解析它们可能代表什么”。
图1 传统单一修饰组与泛修饰蛋白组的核心差异
02 为什么外泌体需要做“泛修饰蛋白组”？
蛋白质翻译后修饰是生命调控中极其重要的一环。磷酸化、乙酰化、甲基化、糖基化、泛素化、氧化、硝基化、乳酸化等修饰，能够改变蛋白质的构象、定位、稳定性、活性以及与其他分子的相互作用，最终影响细胞表型和疾病进程。
但传统修饰组学通常只能针对某一种已知修饰进行富集检测，例如磷酸化组、乙酰化组、泛素化组等。它的局限也非常明显：必须预先知道要找什么修饰，通常一次只能分析1-3种修饰，并且高度依赖抗体或化学富集方法，难以发现未知修饰、罕见修饰和多修饰串扰。
而外泌体蛋白恰恰具有来源复杂、丰度有限、功能多样的特点。仅仅知道某个蛋白“升高或降低”，很多时候并不足以解释其真实生物学功能。它是否被磷酸化？是否发生氧化或硝基化？是否携带新型未知修饰？这些修饰是否影响靶细胞摄取、免疫识别、炎症调控或治疗效果？这些问题，正是外泌体泛修饰蛋白质组学希望回答的核心。
图2 外泌体泛修饰蛋白质组学从样本到机制线索的整体思路
03 技术亮点：无需预设修饰类型，一次检测覆盖已知与未知修饰
本服务采用深度DDA质谱采集结合OpenDelta/OpenSearch开放式搜索工作流，无需预设修饰类型，不依赖抗体或化学富集，即可在一次检测中系统鉴定多种已知与未知修饰类型。
不局限于已知修饰，可发现未知质量偏移和潜在新型修饰。
无需抗体或化学富集，减少富集偏好带来的信息丢失。
同时获得蛋白表达谱、修饰表达谱和修饰位点信息。
可开展单蛋白多修饰、同位点多修饰、通路层面多修饰串扰分析。
更适合疾病机制、标志物、药物靶点和外泌体功能机制研究。
图3 OpenSearch/OpenDelta开放式搜索工作流
04 经典研究启示：未知修饰可能直接决定疾病机制
2023年，杨静华教授团队在Science发表研究，通过开放式修饰搜索发现强直性脊柱炎患者中存在一种关键未知修饰：半胱氨酸羧乙基化。
研究发现，肠道菌群代谢物3-羟基丙酸可诱导ITGA2B蛋白Cys96位点发生羧乙基化，形成ITGA2B-ceC96新抗原。该修饰肽段经HLA-DRB1*04呈递后，可激活CD4+ T细胞反应并诱导自身抗体产生，从而推动自身免疫反应发生。
这一研究充分说明：未知修饰不是“背景噪音”，而可能是解释疾病发生、免疫识别和靶点发现的关键线索。对于外泌体研究而言，这同样具有重要启发。外泌体蛋白携带的不只是“表达信息”，还可能携带修饰介导的功能信息、免疫信息和疾病状态信息。
图4 Science 2023文章首页截图：未知修饰与自身免疫新抗原机制
05 外泌体及其他样本实测数据：20 ug级别样本可开展泛修饰检测
在近期外泌体样本测试中，23 ug外泌体蛋白经裂解和酶切后获得约16 ug肽段，全部用于分级并采用8 min梯度、20级方案上机检测。
实测结果显示，共鉴定到3891个蛋白组、1241个修饰蛋白、165264条PSMs、41649条修饰PSMs、13315条修饰特异肽型、13272个修饰位点、659个未知修饰位点以及510种修饰类型。
这表明，在外泌体低起始量样本中，泛修饰蛋白质组学已经具备可行性。对于珍贵临床样本、细胞来源外泌体、干细胞外泌体及药物处理外泌体样本，这一突破将显著拓展外泌体功能机制研究的深度。
图5 外泌体泛修饰蛋白质组学实测数据概览
其他常规样本检测案例也非常丰富，适用各类样本：人肝癌组织：检测到超600种修饰类型，近40000个修饰位点。
图6 人肝癌组织泛修饰蛋白质组学实测数据概览
人血浆：检测超400种修饰类型，超6000个修饰位点。
图7 人血浆泛修饰蛋白质组学实测数据概览
图8各类样本泛修饰蛋白质组学实测数据汇总
06 做泛修饰蛋白组最终能拿到哪些结果？
泛修饰蛋白质组学不仅提供检测数据，更提供完整的生物信息学解析报告，帮助客户从检出结果进一步走向机制假设、关键分子和后续验证靶点。
图8 泛修饰蛋白质组学报告核心交付内容
图9生信分析流程图
07 适用方向
外泌体泛修饰蛋白质组学不仅适用于外泌体成分鉴定，更适合从“蛋白功能状态”层面解析外泌体参与疾病发生、免疫调控、药物响应和疗效评价的关键机制。
1、肿瘤来源外泌体机制研究与液体活检标志物发现系统解析肿瘤外泌体中蛋白表达与修饰状态的变化，筛选与肿瘤发生发展、转移、免疫逃逸及微环境重塑相关的关键修饰位点，为液体活检标志物开发提供更高特异性的分子线索。
2、免疫炎症与自身免疫疾病中的抗原呈递和免疫调控研究外泌体蛋白修饰可能影响抗原加工、免疫肽呈递及免疫细胞识别。通过泛修饰蛋白质组学，可发现疾病相关未知修饰、新抗原候选分子及免疫调控关键位点，为自身免疫病和炎症性疾病机制研究提供新视角。
3、药物、中药单体及小分子处理后的外泌体修饰重塑分析比较药物干预前后外泌体蛋白修饰谱变化，捕捉药物调控的关键修饰事件和信号通路，帮助研究者评估药物作用机制、筛选潜在药物靶点，并探索药物响应或耐药相关的外泌体分子特征。
4、外泌体多组学联合机制研究将外泌体miRNA、蛋白组、代谢组与泛修饰蛋白组进行整合分析，从RNA调控、蛋白丰度、代谢状态和修饰活性等多个层面构建外泌体功能网络，系统揭示外泌体介导细胞间通讯的分子机制。
5、疾病分期、疗效监测与耐药标志物筛选在疾病不同阶段、治疗前后或耐药发生过程中，外泌体蛋白修饰状态可能早于蛋白丰度发生改变。通过筛选差异修饰位点和关键修饰蛋白，可挖掘更灵敏、更具功能指向性的疾病分期、疗效评估和耐药预测标志物。
总结
外泌体研究正在从“成分鉴定”走向“功能状态解析”。泛修饰蛋白质组学通过开放式搜索和高分辨质谱，在不预设修饰类型的情况下，一次性解析外泌体蛋白的已知修饰、未知修饰、差异位点和多修饰串扰，为疾病机制、药物靶点、质量控制和功能评价提供全新的分子视角。
如果说常规蛋白质组告诉我们“外泌体带来了哪些蛋白”，那么外泌体泛修饰蛋白质组学将进一步回答：这些蛋白究竟以怎样的功能状态参与细胞通讯与疾病调控。
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