多组学整合分析（multi-omics）是当前系统生物学、精准医学和转化研究的核心趋势之一。它通过联通不同分子层级（如转录组、蛋白质组、代谢组、表观组等）数据，刻画生物体系从基因表达到表型形成的全景图谱。而在众多组学中，蛋白质组学是功能执行的核心层，具有不可替代的生物学价值。

近年来，随着DIA-MS（Data-Independent Acquisition Mass Spectrometry）数据非依赖采集质谱技术的成熟，蛋白质组学不仅在数据覆盖度和定量稳定性上取得突破，更成为支撑多组学协同分析的关键基础。本篇文章将从技术逻辑、应用场景、数据整合策略出发，深入解析DIA-MS如何助力多组学研究，推进生命科学从“单点观察”迈向“网络理解”。

一、为什么选择DIA-MS作为多组学整合分析中的蛋白数据来源？

在多组学整合研究中，数据可比性、覆盖度和定量一致性是实现跨组学整合的基础。DIA-MS凭借其技术特性，在多个维度上显著优于DDA蛋白组策略：

1、高通量、高重现性

DIA-MS使用系统化的分窗采集策略，确保每个样本中均能获得类似的碎裂信息。这种采集一致性对于样本数量较大的多组学研究尤为重要。

（1）每个样本中可稳定定量数千个蛋白；

（2）实验间CV值显著低于DDA，适用于临床或动物队列；

（3）支持TMT-DIA等多样本标签化策略，提升定量通量。

2、高覆盖率：提升信息层级的互补性

DIA技术结合项目级谱图库与深度算法优化，可稳定定量6000–9000个蛋白，显著扩展蛋白组的通路维度与调控层级信息，在以下场景中尤为关键：

（1）信号通路解析（PI3K/Akt、MAPK等）；

（2）代谢酶表达与代谢物路径建模；

（3）免疫细胞标志物表达模式刻画。

3、可追溯性：实现数据资产的长期复用

DIA数据保存了全谱碎片信息，具备极强的数据再分析与跨项目应用能力。在多组学研究中，往往随着转录组/代谢组数据的更新，DIA蛋白数据可被重新挖掘、补充验证，提升项目生命周期内的价值密度。

二、DIA-MS如何对接转录组、代谢组等组学数据？

多组学整合研究并非数据简单拼接，而需在时间、空间、生物过程和统计模式等多个维度实现有效协同。下面以DIA-MS与RNA-seq、LC-MS代谢组为例，探讨其常见整合策略。

1、DIA-MS × 转录组（RNA-seq）

RNA-seq揭示基因表达潜力，而DIA蛋白质组反映功能执行情况。两者整合可分析：

（1）mRNA-蛋白表达一致性分析：识别转录后调控机制，如翻译效率变化、蛋白稳定性调控；

（2）共表达网络构建（WGCNA）：找出在两组学中协同变化的关键模块；

（3）功能富集整合：观察mRNA与蛋白在GO/KEGG通路层级的一致或分歧，揭示调控节点。

2、DIA-MS × 代谢组（LC-MS / GC-MS）

蛋白质是代谢过程的催化核心，DIA-MS定量的酶类蛋白与代谢组中产物变化可构建“酶-底物”通路链路：

（1）酶-代谢物配对分析：探索代谢物水平变化是否由关键酶表达驱动；

（2）通路活动评分（Pathway Activity Score）：将蛋白和代谢物映射至统一通路，评估其整体激活或抑制趋势；

（3）机制溯源分析：利用代谢流变化追溯至蛋白调控，从而构建因果推断模型。

3、DIA-MS × 表观组/单细胞组

随着单细胞组学与ChIP-seq、ATAC-seq等技术发展，蛋白组学也面临跨分辨率与跨调控层级整合的需求。

DIA的可定量特性使其适用于：

（1）分群表达验证（Bulk-RNA结合scRNA）；

（2）组蛋白修饰水平检测（结合组蛋白富集）；

（3）多尺度调控因子定量（转录因子+靶蛋白+功能酶）。

三、多组学整合常用分析方法：如何用好DIA数据？

1、基于通路的共富集分析（Pathway-based integration）

适用于RNA/protein/metabolite间功能通路映射；

使用GO/KEGG/Reactome等数据库统一通路维度；

比较不同组学中显著富集的功能模块是否一致。

2、多组学网络融合分析（Multi-omics Network Modeling）

以DIA定量蛋白为“信号枢纽”，连接上游TF与下游代谢通路；

使用Cytoscape、STRING、OmicsNet等工具构建网络；

挖掘跨组学关键节点（如 hub gene/protein/enzyme）。

3、多组学共表达与潜变量建模（WGCNA, MOFA, DIABLO）

WGCNA（加权共表达网络分析）：识别组间一致调控模块；

MOFA（Multi-Omics Factor Analysis）：降维提取潜变量因子；

DIABLO：建构跨组学关联维度的预测模型（尤其适用于分型与分类研究）。

四、百泰派克生物科技如何支持DIA-MS多组学整合研究？

百泰派克生物科技在DIA蛋白质组学与多组学整合分析方向构建了技术+算法+生信服务的一体化平台，具备以下特色：

1、多平台DIA-MS支持

Thermo Orbitrap Exploris 480：高分辨DIA采集，支持大队列；

Bruker timsTOF diaPASEF：四维分离，适合深度蛋白组谱绘制；

多种富集策略：支持与磷酸化、乙酰化、糖基化等修饰组学整合。

2、生信交付标准化

提供DIA+RNA-seq/代谢组联合分析框架；

支持主成分分析、网络分析、模型预测；

可按项目交付整合图表、方法、摘要内容。

3、科研成果导向支持

协助客户进行课题设计与组学匹配方案制定；

输出符合投稿格式的图表与数据说明；

提供SCI数据包、摘要撰写建议等转化工具。

随着生命科学研究不断向多维数据融合演进，蛋白质组学的“功能表达层”愈发重要。而DIA-MS，以其采集无偏、数据稳定、通量高、可整合性强的特点，正在从“蛋白质检测工具”走向“组学协同核心平台”。多组学的价值不仅在于数据堆叠，而在于机制建模的深入解析。DIA-MS正是这场解析中最具解释力的数据来源之一。百泰派克生物科技将持续以DIA-MS为抓手，联合转录组、代谢组、表观组等多技术平台，为您提供真正“打通机制链条”的多组学整合研究解决方案。

百泰派克生物科技特色项目

一、蛋白测序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪及岛津公司埃德曼降解测序系统对蛋白质序列进行分析，提供基于质谱的蛋白测序分析服务，包括对蛋白质的氨基酸组成分析，N端测序，C端测序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白质N端序列分析服务。对于未知理论序列的蛋白质，提供基于从头测序法的蛋白质从头测序服务，对蛋白序列进行分析。

※服务优势：

1.采用目前世界上先进的质谱仪器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可实现对所测定靶蛋白序列 100% 的覆盖;

3.可测定蛋白N端多达 70个氨基酸序列;

4.可测定多种形式的样品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白条带;

5.样品用量低: 蛋白样品仅需 5-10ug，即可完成检测;

6.测序不受N端封闭，PEC和和糖基化等N端修饰的影响。

二、蛋白质组学

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC，提供定量蛋白质组学、靶向蛋白质组学、多肽组学、翻译后修饰蛋白组学等多种蛋白质组学分析服务。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白质组学服务，助力微量样本蛋白组学、大样本群医学及高通量修饰组学等研究工作。

※服务优势：

1 .高通量定量蛋白分析:多对照组大规模实验分析，发现新的生物标记物;

2.体内体外多种蛋白质标记方法，适用于分析组织、细胞、血液等多种样品;

3.质谱分析灵敏度高，实验结果重复度高;

4.可检测较低丰度蛋白，线性范围广;

5.专业生物信息学分析，分析更系统准确。

三、单细胞质谱流式技术分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm质谱流式系统进行单细胞质谱流式技术分析，采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体）标记细胞表面和内部的分子，然后用流式细胞原理分离单个细胞，再用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析单个细胞的原子质量谱，最后将原子质量谱数据转换为细胞表面和内部的信号分子表达量。

※服务优势：

1.技术先进，填补技术空白

采用金属标记抗体技术，避免了传统流式荧光通道少且易相互影响的问题。可在单细胞层面上对多种指标同时进行表征，百泰派克生物科技可做到同时检测51个目标蛋白。

2.分析数量大，成本较低

单细胞RNAseq受成本等因素限制，所有样本细胞汇总的分析数目一般在2x10^4个左右，而流式质谱技术一次（单样本）就可分析至少10^5的细胞，实现了数量级的提高，且成本不高于单细胞RNAseq。

3.应用前景大

①流式质谱结果可以给出细胞亚群的变化，在临床诊断、疾病机制研究等方面具有极大的研究前景；

②将金属标签技术与其他技术结合会有新应用方向。除常规蛋白外，质谱流式细胞技术还可用于蛋白翻译后修饰；

③可检测细胞存活率、细胞大小、mRNA转录子表达量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现

百泰派克生物科技的基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现一站式解决方案包括我们专有的、高度敏感的免疫肽富集和鉴定方案。我们能够帮助您实现10,000个以上I型多肽和10,000个以上II型多肽的鉴定和识别。通过我们优化的高通量免疫多肽组学分析平台进行免疫肽组学分析，可从最小的样品材料中进行可重复的识别和定量。该服务可以应用于大规模的研究，旨在助力科研工作者寻找癌症、免疫疾病及传染病的解决方案，深入挖掘未知的靶标。

五、生物药物表征

百泰派克基于高分辨率质谱技术，MALDI TOF，高效色谱分离技术，提供一系列完善的生物药物分析方案，从蛋白质、多肽、抗体、疫苗等生物制品的氨基酸组成和一级结构分析，到产品变异性和纯度分析。旨在提供优质生物药物分析服务，帮助生物医药生产商提高生物药物品质。

百泰派克生物科技七大检测平台

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物质谱多组学优质服务商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于为生物/制药和医疗器械行业提供质量控制检测和项目验证等专业服务。公司实验室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法规和指导原则，通过CNAS/ISO9001双重质量体系认证，建立了完备的质量体系，数据冷热/异地备份，设备定期计量/期间核查，软件审计追踪，为客户提供一体化解决方案和技术服务，支持新药研发、药物申报注册和生产放行。

1.公司采用ISO9001质量控制体系，专业提供以质谱为基础的CRO检测分析服务；

2.获国家CNAS实验室认可，为客户提供符合全球药政法规的药物质量研究服务；

3.业务范围覆盖蛋白质组学、多肽组学、代谢组学、生物药物表征、单细胞分析、单细胞质谱流式、生信云分析以及多组学生物质谱整合分析等；

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6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!

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