การวิเคราะห์ โปรไฟล์โปรตีน (Proteomic profiling)คือการวิเคราะห์โปรตีนในระดับใหญ่ ซึ่งจำเป็นต่อการทำความเข้าใจกระบวนการทางชีววิทยาและกลไก ของโรค โปรไฟล์โปรตีนอาจถูกนำมาใช้เพื่อค้นพบหรือวินิจฉัยโรค หรือภาวะต่างๆ ซึ่งสามารถติดตามการตอบสนองต่อมาตรการการรักษา ได้บางครั้งก็เรียกว่า โปรไฟล์ การแสดงออกของโปรตีนและลายเซ็นโปรตีน^{[ 1 ]} การวิเคราะห์โปรไฟล์ โปรตีนคือการวิเคราะห์โปรตีนทั้งหมดจากตัวอย่างที่ซับซ้อน เช่นเซลล์เนื้อเยื่อและของเหลวในร่างกาย ทั้งหมด โดยส่วนใหญ่ใช้เพื่อระบุเปปไทด์และโปรตีนให้ได้มากที่สุด การวิเคราะห์โปรไฟล์โปรตีนโดยใช้แมสสเปกโทรเมตรี (MS)สามารถให้ข้อมูลอ้างอิงสำหรับ การวิเคราะห์ โปรตีนเชิงปริมาณแบบ ความเร็วสูง และการวิเคราะห์การดัดแปลงโปรตีน^{[ 2 ]} การศึกษาล่าสุดได้เปรียบเทียบแพลตฟอร์มต่างๆ เช่น SomaScan และ Olink และเน้นความแตกต่างในด้านความแม่นยำ ความถูกต้อง และ ความสัมพันธ์ ^ของฟีโนไทป์ในกลุ่มตัวอย่าง ที่หลากหลาย [ ^{3 ]}

เทคโนโลยีใหม่ขั้นสูงที่กำลังเกิดขึ้นในวงการวิเคราะห์โปรตีนกำลังปฏิวัติความไว ความเร็ว และ ความสามารถ ในการวิเคราะห์ข้อมูลความก้าวหน้าที่สำคัญบางประการได้แก่:

โปรตีโอมิกส์ระดับเซลล์เดี่ยว

เทคนิค SCOPE-MS และ ProtEomics เซลล์เดี่ยวแบบจัดลำดับความสำคัญ (pSCoPE) ช่วยให้สามารถวิเคราะห์เซลล์แต่ละเซลล์ได้อย่างละเอียด จึงทำให้ความลึกและความละเอียดของโปรตีโอมเพิ่มขึ้น^{[ 4 ]}

นวัตกรรมด้านแมสสเปกโทรเมตรี

เครื่อง Orbitrap Astral ของ Thermo Fisherช่วยให้สามารถวัดโปรตีนหลายพันชนิดจากตัวอย่างปริมาณน้อยได้ภายในเวลาไม่ถึง 20 นาที

การบูรณาการการเรียนรู้ของเครื่องจักร

ปัญญาประดิษฐ์กำลังถูกนำมาใช้ในการทำนายและตรวจสอบความ ถูกต้องของผลลัพธ์จาก การวิเคราะห์ด้วยเครื่องแมสสเปกโทรเมตรีซึ่งจะช่วยเพิ่มความแม่นยำและประสิทธิภาพในการตีความข้อมูล

วิธีการเชื่อมต่อภูมิคุ้มกัน

การทดสอบมัลติเพล็กซ์แบบความเร็วสูงช่วยให้สามารถตรวจจับโปรตีนหลายชนิดพร้อมกันได้ จึงช่วยปรับปรุงความสามารถในการวิเคราะห์โปรไฟล์ ซึ่งเปิดโอกาสให้มีการนำไปใช้ทางคลินิกมากขึ้นด้วยความแม่นยำและชีววิทยาที่เพิ่มขึ้น^{[ 5 ]}

การวิเคราะห์โปรไฟล์โปรตีโอมิกส์ถูกนำมาใช้ในการค้นหาไบโอมาร์กเกอร์สำหรับโรคต่างๆ การศึกษาที่ดำเนินการโดยใช้แพลตฟอร์มโปรตีโอมิกส์ Olink พบว่าผู้ป่วยโรคต้อหินมีโปรตีนเมตาบอลิกที่แสดงออกแตกต่างกัน ดังนั้นโปรตีโอมิกส์จึงมีศักยภาพในการตรวจหาโรคในระยะเริ่มต้นและพัฒนากลยุทธ์การรักษา^{[ 6 ]}

การวิเคราะห์โปรตีนทั่วโลกเป็นการแสดงชุดโปรตีนในสิ่งมีชีวิต อวัยวะ เนื้อเยื่อ หรือออร์แกเนลล์โดยตรง เป้าหมายหลักประการหนึ่งของการวิเคราะห์โปรตีนคือการเปรียบเทียบและกำหนดปริมาณสัมพัทธ์ของโปรตีนภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดไว้ ในช่วง 4 ทศวรรษที่ผ่านมา การแยกโปรตีน ด้วยเจลอิเล็กโทรโฟเรซิสแบบสองมิติได้รับความนิยมมากขึ้น เนื่องจากช่วยให้ การวิเคราะห์ โปรตีน เชิงอนุพันธ์ สามารถแสดงหลักฐานเชิงภาพของการเปลี่ยนแปลงปริมาณโปรตีนที่ไม่สามารถคาดการณ์ได้จากการวิเคราะห์จีโนมจุดโปรตีนแต่ละจุดบนเจล 2-DEสามารถวิเคราะห์ได้ตามปริมาณ ตำแหน่ง หรือแม้กระทั่งการมีอยู่และไม่มีอยู่ วิธีการแบบเจลที่ยืดหยุ่นนี้ผสมผสานและใช้หลักการที่ดีที่สุดสำหรับการแยกโปรตีนเชิงซ้อนตามประจุและมวล การทำแผนที่เชิงภาพควบคู่กับการระบุโปรตีนแต่ละตัว ด้วยสเปก โทรเมตรีมวล ที่ประสบความสำเร็จ ^{[ 7 ]}

ความก้าวหน้าล่าสุดในด้านโปรตีโอมิกส์ได้ปูทางไปสู่การค้นพบเทคนิคต่างๆ เช่นการวิเคราะห์โคโลคัลไลเซชัน (COLA) ซึ่งตรวจจับโคโลคัลไลเซชันของโปรตีนต่อโปรตีนในระดับทั่วโลก วิธีนี้ช่วยสร้างแผนที่พลวัต ของอินเทอร์แอคทอมภายใต้เงื่อนไขต่างๆ ทำให้สามารถเข้าใจปฏิสัมพันธ์และหน้าที่ของโปรตีนได้^{[ 8 ]}การทำโปรไฟล์โปรตีโอมิกส์เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาของแต่ละบุคคลโดยการตรวจสอบความแปรผันของการแสดงออกของโปรตีนตามปัจจัยต่างๆ เช่นอายุการออกกำลังกายและสภาพแวดล้อม ตัวอย่างเช่น ในกล้ามเนื้อที่แก่ชรา การวิเคราะห์โปรตีโอมิกส์แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงในไอโซฟอร์มของโปรตีนและวิถีเมตาบอลิซึม ที่เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งบ่งชี้ถึงการปรับตัวในหน้าที่ของกล้ามเนื้อและการเผาผลาญ พลังงาน ^{[ 9 ]}

นอกจากนี้ วิธีการทางโปรตีโอมิกส์ยังมีประโยชน์อย่างมากในการระบุลักษณะ เฉพาะของ สภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอกซึ่งแสดงให้เห็นว่าประชากรของเซลล์มีอิทธิพลต่อความก้าวหน้าของมะเร็งผ่านปฏิสัมพันธ์ของโปรตีน โปรตีโอมิกส์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวิเคราะห์สภาพแวดล้อมจุลภาคเนื่องจากต้นกำเนิดของส่วนประกอบหลายอย่างของสภาพแวดล้อมจุลภาคมาจากเนื้อเยื่อของโฮสต์ โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่ตรวจพบได้ และการปล่อยและการหลุดร่วงของโปรตีนจากพื้นผิวของเซลล์มะเร็งมีส่วนสำคัญ ซึ่งทั้งหมดนี้ไม่สามารถคาดการณ์ได้จากการวิเคราะห์ทางพันธุกรรม เพียงอย่างเดียว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การวิเคราะห์โปรตีโอมิกส์ช่วยให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าเซลล์เนื้องอก จัดการสภาพแวดล้อมจุลภาคอย่างไรโดยการผลิตโปรตีนโครงสร้างของ ECM ปรับเปลี่ยนโปรตีนของ ECM และโปรตีเอส โปรตีโอมิกส์ยังช่วยให้สามารถระบุ เป้าหมายของโปรตีเอสได้ทั่วโลกมากขึ้นอีกด้วย^{[ 10 ]}

การวิเคราะห์โปรตีนมีความสำคัญต่อการพัฒนาความเข้าใจของเราเกี่ยวกับกระบวนการทางชีววิทยาและกลไกของโรค ช่วยในการระบุเชื้อก่อโรคซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการวินิจฉัยและการพัฒนาวัคซีนโดยการเปิดเผยปฏิสัมพันธ์และหน้าที่ของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับความรุนแรงของโรค [ ^{11 ] การ}วิเคราะห์โปรตีนได้ช่วยอย่างมากในการตรวจหามะเร็งในระยะเริ่มต้นโดยใช้โปรตีนเฉพาะที่พบในพลาสมาในเลือด การศึกษาล่าสุดได้พัฒนาการทดสอบแบบอิงโปรตีนที่มีความแม่นยำสูงในการตรวจหามะเร็งในระยะเริ่มต้น โดยใช้แผงโปรตีนที่สามารถแยกแยะตัวอย่างมะเร็งออกจากตัวอย่างปกติได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อเร็วๆ นี้ได้มีการแสดงให้เห็นว่าการใช้แผงโปรตีนเฉพาะเพศจำนวน 10 ชนิด สามารถระบุมะเร็งในระยะเริ่มต้นได้ด้วยความแม่นยำสูงถึง 93% ในเพศชายและ 84% ในเพศหญิงที่ระดับความจำเพาะสูง^{[ 12 ]}