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第1章 生物标志物的发现：实验设计和实施1

1.1 引言1

1.2 定义2

1.3 生物标志物发现的现状3

1.4 实验设计和实施5

1.5 实验设计过程的差错6

1.6 实验实施过程的误差9

1.7 蛋白质生物标志物的特异性12

1.8 数据统计分析13

1.9 建议14

1.10 结论和展望14

致谢15

参考文献15

第2章 基于蛋白质组学和质谱技术的生物标志物的发现18

2.1 引言18

2.2 蛋白质生物标志物的发现和发展原则18

2.3 蛋白质组学样品制备20

2.4 蛋白质的质谱鉴定23

2.5 翻译后修饰疾病生物标志物26

2.6 蛋白质的质谱定量分析26

2.7 生物标志物的确认30

2.8 生物标志物的验证31

2.9 基于质谱的蛋白质生物标志物发现的局限性32

2.10 结论和展望：整合的生物标志物发现平台32

参考文献33

第3章 蛋白质组学分析组织样本前处理方法41

3.1 引言41

3.2 基于质谱的蛋白质组学研究可使用的组织样本类型42

3.3 组织样本裂解/均质化44

3.4 萃取46

3.5 结论50

致谢51

参考文献51

第4章 代谢组学中生物体液和组织样本前处理技术54

4.1 引言54

4.2 代谢组学中理想的样本前处理技术54

4.3 生物体液样本前处理方法56

4.4 组织样本代谢组学63

4.5 代谢组学中样本前处理新发展趋势65

4.6 结论和展望69

致谢70

参考文献71

第5章 血样样本采集：分析前变量和标准操作规程79

5.1 引言79

5.2 分析前变量的重要性80

5.3 标准操作规程81

5.4 样本选择原则82

5.5 人血液样本及其成分82

5.6 其他生物样本84

5.7 血源性病原体，全面性防护措施和安全性84

5.8 受试者保护84

5.9 结论85

参考文献86

第6章 基于核磁共振的生物标志物发现方法87

6.1 引言：为什么使用核磁共振？87

6.2 核磁共振硬件进展88

6.3 核磁共振分析的样品前处理89

6.4 一维核磁共振方法：氢谱、碳谱和磷谱93

6.5 二维核磁共振方法95

6.6 靶向代谢指纹图谱97

6.7 高分辨魔角旋转核磁共振101

6.8 磁共振光谱103

6.9 数据处理和预处理105

6.10 核磁共振的代谢物鉴定107

6.11 未来的方向和结论108

参考文献109

第7章 在不分馏的情况下使用数据独立采集的质谱扩展检测动态范围120

7.1 引言120

7.2 PAcIFIC和定量分析123

7.3 用PAcIFIC进行蛋白质组分析126

7.4 展望128

参考文献128

第8章 基于气相色谱/质谱的代谢组学研究131

8.1 引言131

8.2 气相色谱/质谱在代谢组学研究中的应用132

8.3 大规模代谢组调查的策略136

8.4 结论和展望139

参考文献140

第9章 基于液相色谱/质谱的代谢组学研究144

9.1 引言144

9.2 代谢组学指纹图谱的色谱方法145

9.3 检测152

9.4 质控、数据分析和生物标志物检测153

9.5 代谢物鉴定和生物标志物确认154

9.6 结论155

参考文献156

第10章 基于毛细管电泳/质谱的蛋白质组学和代谢组学研究160

10.1 使用毛细管电泳/质谱分析代谢物指纹图谱160

10.2 使用毛细管电泳/质谱分析蛋白表达水平162

10.3 结论165

致谢166

参考文献167

第11章 凝胶电泳法在低丰度蛋白标志物筛查中的应用进展171

11.1 引言171

11.2 2-DE在蛋白质组学中的应用进展172

11.3 单独使用2-DE无法实现低丰度蛋白的筛查173

11.4 增强低丰度蛋白173

11.5 2-DE用于蛋白标志物的发现及低丰度蛋白的富集176

11.6 结论182

章后记182

致谢183

参考文献183

第12章 基于二维差异凝胶电泳途径的生物标志物发现187

12.1 引言187

12.2 凝胶电泳：发展历史187

12.3 二维差异凝胶电泳188

12.4 二维聚丙烯酰胺凝胶电泳和二维差异凝胶电泳的优缺点189

12.5 二维差异凝胶电泳在生物标志物发现中的应用190

12.6 结论190

致谢191

参考文献191

第13章 基于亲和定向实验的生物标志物发现192

13.1 引言192

13.2 亲和定向研究方法196

13.3 单一基因表达产品选择201

13.4 翻译后修饰202

13.5 丰度蛋白去除211

13.6 结论211

参考文献212

第14章 微波辅助天冬氨酸选择性蛋白酸水解219

14.1 引言219

14.2 天冬氨酸选择性蛋白酸水解219

14.3 微波辅助天冬氨酸选择性蛋白酸水解220

14.4 基于微波辅助酸水解技术的方法开发221

14.5 微波辅助蛋白酸水解的应用224

14.6 微波辅助天冬氨酸选择性酸水解方法的优劣性227

参考文献228

第15章 生物标志物发现的样本消耗、分级分离和富集231

15.1 引言231

15.2 消耗232

15.3 蛋白质和代谢产物的分级分离程序233

15.4 亲和色谱法235

15.5 等电聚焦法235

15.6 体积排阻色谱236

15.7 结论237

参考文献237

第16章 蛋白和代谢物的鉴定239

16.1 蛋白的鉴定239

16.2 全代谢组学中代谢物的鉴定244

参考文献250

第17章 疾病相关蛋白质生物标志物的定量蛋白质组学发展253

17.1 引言253

17.2 蛋白质生物标志物发现的定量蛋白质组学分析253

17.3 候选生物标志物的靶向蛋白质组学验证260

17.4 分析物的复杂度和样品通量264

17.5 结论265

致谢266

参考文献266

第18章 基于质谱和核磁共振的定量代谢组学277

18.1 代谢组学277

18.2 化学计量学分析与定量代谢组学的比较278

18.3 质谱279

18.4 核磁共振283

18.5 结论289

参考文献291

第19章 代谢组学和蛋白质组学数据的多元分析298

19.1 引言298

19.2 研究1：通过蛋白质组学检测癌症304

19.3 研究2：通过代谢组学检测心脏病306

19.4 结论309

参考文献310

第20章 用于蛋白质分子诊断和生物标志物发现的自上而下的质谱技术312

20.1 引言312

20.2 自上而下的质谱仪硬件315

20.3 样品制备和分离319

20.4 信息学322

20.5 研究现状322

20.6 结论325

参考文献326

第21章 蛋白-蛋白交互网络在潜在生物标志物识别和表征中的作用335

21.1 引言335

21.2 使用蛋白-蛋白交互作用的网络分析337

21.3 蛋白-蛋白交互作用数据库341

21.4 检验蛋白-蛋白交互作用的常见实验方法342

21.5 背景问题的处理345

21.6 结论346

参考文献346

第22章 反相蛋白芯片技术：临床研究领域进展351

22.1 引言351

22.2 反相蛋白芯片的起源351

22.3 临床分子肿瘤学的RPMA352

22.4 通过RPMA验证由质谱发现的候选生物标志物357

22.5 结论与展望358

参考文献359

第23章 自身抗体和生物标志物的发现365

23.1 引言365

23.2 自身抗体检测的蛋白质组学方法366

23.3 自身抗体与疾病阶段的关系373

23.4 挑战与未来的发展375

参考文献376

第24章 微小核糖核酸及生物标志物的发现382

24.1 引言382

24.2 miRNA的生物学基础、功能和检测382

24.3 miRNA生物标志物发现研究实例390

致谢392

参考文献392

第25章 组织中完整生物分子的质谱成像397

25.1 引言397

25.2 基质应用399

25.3 蛋白质分析400

25.4 多肽和蛋白质的消解401

25.5 脂类分析403

25.6 药物分析404

25.7 3D成像406

25.8 快速成像406

25.9 结论和展望407

致谢407

参考文献407

第26章 基于质谱的蛋白质生物标志物的确认方法412

26.1 引言412

26.2 用于蛋白质定量的MRM-MS414

26.3 用于生物标志物验证的MRM-MS实验性能特征415

26.4 提高生物标志物验证的样本富集策略417

26.5 提高生物标志物验证的基于质谱的策略418

26.6 使用稳定同位素作为内标物420

26.7 MRM-MS实验和生物标志物验证的生物信息学软件422

26.8 基于MRM-MS的选定生物标志物验证的应用423

26.9 结论和展望425

致谢425

参考文献426

第27章 用于生物标志物发现的代谢物质谱数据处理430

27.1 代谢组学生物标志物的发现430

27.2 基于质谱分析法的代谢组学430

27.3 靶向和非靶向策略432

27.4 数据处理433

27.5 变量选择436

27.6 数据建模438

27.7 模型验证444

27.8 结论445

参考文献446

第28章 分析方法和生物标志物的验证452

28.1 引言452

28.2 讨论452

28.3 实验设计与操作453

28.4 生物标志物的识别和确认454

28.5 生物标志物的验证454

28.6 结论455

参考文献455

索引457