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蛋白质组学


免疫肽组学

icon1.png  技术介绍

        T淋巴细胞识别外源性抗原是适应性免疫的基础。多肽抗原与MHC-I和MHC-II蛋白质（major histocompatibility complex，也叫主要组织相容性复合体，如人类MHC的表达产物HLA，Human Leukocyte Antigen）结合并呈递于细胞表面，作为T淋巴细胞的作用靶点。


        这些多肽来源于内源性或外源性蛋白的降解。抗原处理与呈递是一个动态的过程，因蛋白的表达水平、翻译后修饰、细胞内抗原的处理活性和呈递机制等不同，呈递的免疫肽组（immunopeptidome）集合也在不断的变化。因此，细胞内各种程度的扰动会导致呈递多肽组的剧烈变化。HLAp可能来源于疾病相关抗原，并向T细胞呈递。对于设计创新的癌症治疗方法、自动免疫和抗原感染作，深入研究HLAp作用极为重要。


        目前，质谱是唯一的深度鉴定人细胞系、肿瘤组织和血浆等体液中HLAp的方法。前期的探索表明，基于质谱的免疫肽组学直接鉴定临床相关的新抗原（neo-antigens）已经成为可能，进而用于设计个性化的癌症疫苗。


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图 1  MHC I类与II类抗原呈递通路

Figure 1 MHC Class I and Class II antigen presentation pathways



        基于质谱的免疫多肽组学分析流程包含4个主要步骤：


                (1)样品制备与总蛋白提取；

                (2)免疫亲和富集（IP）HLA复合物并提取与纯化HLAp；

                (3)色谱法分离多肽并用于质谱（MS）分析；

                (4)搜库软件与生物信息学方法鉴定多肽类型。


        根据该流程与新一代质谱的应用，可在每个生物学样本中鉴定到数千条HLAp。免疫肽组分析流程中最大的瓶颈在于样品制备步骤，样品的合格与否直接决定了总多肽收率和重复性。


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图 2   免疫多肽组学分析流程

Figure 2 Immunopeptide omics analysis process


icon2.png  分析仪器

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Bruker timsTOF Pro2

icon3.png  应用范围
        1）化学合成/纯化多肽；    2）多肽酶解物分子量范围分布；    3）蛋白质肽指纹图谱（PMF)；    4）重组蛋白表达确证。

icon4.png  样品要求

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icon7.png  参考文献

1.Purcell, A.W., Ramarathinam, S.H. & Ternette, N. Mass spectrometry based identification of MHC-bound peptides for immunopeptidomics. Nat Protoc 14, 1687-1707 (2019). https://doi.org/10.1038/s41596-019-0133-y


2.Shira W.G.,Susan, K. & Siranush, S. Profiling SARS-CoV-2 HLA-I peptidome reveals T cell epitopes from out-of-frame ORFs. Cell 184, 3962-3980 (2021). https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.05.046.


3.Jennife,r G. A., Dewi, H. & Matthew, M. Defining HLA-II Ligand Processing and Binding Rules with Mass Spectrometry Enhances Cancer Epitope Prediction. Immunity 51, 766-779 (2019). https://doi.org/10.1016/j.immuni.2019.08.012.