第 408 期

院務紀事
蛋白質體學的新穎技術簡介（二）：高通量西方墨點分析系統
Introduction to high-throughput western blotting

高通量（high-throughput）分析研究是目前系統生物學最具效力的研究方式，分析速度快且解析度高，可檢視大規模的系統或是大數量的樣本，並提供大量的數據以利後續分析。因此用來研究各種細胞系統內的訊息傳遞、病理疾病變化，對各種藥物的反應、發育、分化等非常重要。蛋白質的表現量與狀態（如是否被磷酸化活化等）是真正影響大多數細胞生理、狀態、反應和行為的主要因素。因此如果能夠對蛋白質表現量的改變以及蛋白質狀態進行高通量的分析，將可以對各種細胞、疾病、組織、發育等系統的訊號傳遞等有更進一步的瞭解。目前各個實驗室都在各自有興趣的系統中對蛋白質的表現量進行研究，使用的方法是西方墨點分析（western blotting）。透過電泳和抗體的浸泡，可以定量分析蛋白質的變化。但是因為抗體昂貴，加上時間有限，因此無法進行高通量的分析。

技術原理
高通量西方墨點分析系統（圖一）是利用微量細胞液微陣列分注平台（GeSim nano-plotter protein arrayer）將奈升（nano-litter）尺度的細胞或組織檢體點在膠片（SDS-PAGE）上進行電泳分析。在特製的96孔（96-well）膠片上，進行96個mini western blotting，每個mini western blotting，內含1個蛋白質標誌（protein marker）和6個樣本。此實驗設備由微量細胞液微陣列分注平台將樣品點（print）到特製的SDS-PAGE膠上後，經過水平乾燥電泳後轉印（transfer）到硝化纖維膜（nitrocellulose membrane）上，再利用抗體進行免疫染色。經過2階段的抗體染色後，由於膠片上的點非常小，在96孔大小的膜上有576個點，無法用傳統螢光化學顯影和底片壓片呈像，因此，需要近紅外光螢光影像掃描分析系統才能偵測其影像，透過遠紅外光偵測，在第二次抗體染色上標示之紅外線染劑，解析度可以達到21 µm，而且訊號的強度和檢體的量（即蛋白質的量）成正比，因此，可以直接定量分析蛋白質的變化。每種蛋白質分析方法只需0.2 µl的抗體和18 nl的檢體。

此技術會針對不同分子量的蛋白質進行分離，分析效果和傳統的西方墨點法得到之訊號相同（圖二），但是時間可以大幅縮短。每次arrayer printing 需4個小時，最多可以印4片膠，即384個mini western blotting，一共是2,304個檢體點（data points），最多可用384種抗體進行實驗，搭配384個internal control的抗體進行分析（掃描出來之影像如圖三）。這整個過程，包含轉印、阻斷（blocking）、清洗（washing）、第二次抗體染色需要2天，數據分析約需要2-3天；整個過程大約1週的時間，比傳統西方墨點分析快48倍。這種新的技術，可以用極少量的樣本和抗體分析大量數目不同蛋白質的變化，極適合研究幹細胞、癌細胞、組織發育等過程中訊息傳導路徑（signaling transduction pathway）的變化。



有關收費標準請洽蛋白質化學核心設施實驗室。
《文/圖：核心儀器設施中心》