用DIA技术解读乳酰化修饰与疾病机制的深度关联

乳酸早年被视为“代谢废物”，如今却被认为是细胞命运的重要信号分子。特别是在2019年组蛋白乳酰化（Histone lactylation）首次被发现之后，乳酰化作为一种赖氨酸翻译后修饰（PTM），迅速受到生物医学界关注。它在调节免疫应答、肿瘤代谢重编程、慢性炎症反应等过程中展现出重要作用。然而，要全面解析乳酰化在疾病中的功能网络，研究者需要突破三个技术难点：

1、乳酰化修饰丰度低、难以稳定检测

2、功能蛋白广泛、作用复杂、难以定量解析

3、疾病状态下变化微妙、需大规模比较分析

 

在这一背景下，DIA技术（数据非依赖采集）凭借其高重复性、高通量、深覆盖和全面定量能力，已成为乳酰化修饰组学研究中的关键工具。

 

一、什么是DIA技术？为什么它适合研究乳酰化？

DIA是一种全扫描质谱策略，它通过系统性分段扫描所有肽段，而非仅挑选高丰度信号进行碎裂（如DDA）。这意味着：

1、每一次上机都能全面、稳定记录所有可检测肽段，极大提升数据一致性与定量准确度；

2、特别适用于复杂PTM样本中低丰度肽段的全面检测与定量分析；

3、可用于构建乳酰化修饰蛋白在健康与疾病状态下的全景图谱。

 

DIA技术相比DDA的优势概括如下：

 



 

二、DIA技术在乳酰化修饰研究中的关键应用场景

1、疾病状态下乳酰化蛋白谱的系统构建

通过对疾病模型（如肿瘤组织、炎症细胞、缺氧处理）与对照组的乳酰化肽段富集后进行DIA质谱分析，研究者可以：

（1）系统识别乳酰化修饰蛋白及修饰位点；

（2）量化各修饰位点在不同处理条件下的表达变化；

（3）构建疾病状态下的乳酰化功能蛋白网络。

 

2、揭示乳酰化参与的通路与调控轴

DIA数据可结合生物信息学工具进行GO、KEGG分析，帮助研究者识别乳酰化高富集的：

（1）代谢通路（糖酵解、脂代谢）

（2）炎症通路（NF-κB、JAK-STAT）

（3）细胞周期/凋亡路径

（4）染色质重塑与转录调控网络

 

这对于理解乳酰化如何参与细胞表型转变、肿瘤侵袭性增强、免疫失衡等疾病机制具有重要意义。

 

3、多组学整合：乳酰化与表达/代谢/信号协同分析

将乳酰化-DIA数据与转录组、代谢组、磷酸化组等多组学数据整合，可以构建跨层级调控模型。

 

三、技术流程：DIA乳酰化修饰蛋白质组学分析路径

1、样本准备与乳酰化肽富集

• 样本来源：细胞/组织/血液等

• 酶解策略：FASP/S-Trap

• Kla富集：特异性抗乳酰化抗体结合磁珠富集

 

2、DIA质谱采集

• 仪器：Orbitrap Exploris 480 / timsTOF Pro

• 扫描模式：覆盖300–1,200 m/z，全段碎裂

• 条件优化：窗口数、碰撞能设置基于乳酰化肽特性微调

 

3、数据分析平台

• 肽段/位点鉴定：Spectronaut / DIA-NN

• 修饰定量与归一化：MaxLFQ / MSstats

• 功能注释与通路分析：DAVID、Metascape、Cytoscape等

 

百泰派克生物科技的技术方案与优势

在乳酰化DIA组学研究中，百泰派克生物科技提供从样本处理、乳酰化富集、DIA质谱采集到系统生物信息分析的一站式服务：

 



 

乳酰化修饰所揭示的，不仅是一个新的蛋白修饰标签，更是一种代谢-表观遗传-信号网络调控的“语言”。通过高分辨率、深覆盖和高度可重复的数据获取能力，DIA技术使得乳酰化蛋白组学从“能检测”迈入“能解释”的新阶段。未来，这一技术组合将在肿瘤标志物发现、炎症机制研究、药物靶点筛选等领域，发挥不可替代的作用。百泰派克生物科技将持续投入于DIA平台优化与PTM组学拓展，为科研人员提供最前沿的蛋白质组学解决方案，加速基础研究向疾病干预的转化。如您计划开展乳酰化相关疾病机制研究，或需要定制化DIA组学实验方案，欢迎联系百泰派克生物科技，获取免费咨询与项目支持。

 

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