研究背景
多发性骨髓瘤(MM)是一种浆细胞异常增殖的恶性肿瘤，以异常B细胞的克隆扩展为特征。B细胞在骨髓中产生大量单克隆免疫球蛋白轻链(LCs)，在某些情况下可导致在肾脏细胞外基质中沉积，导致各种疾病。目前，还不能预测多发性骨髓瘤患者血液中特定的LC体内聚集行为，但它们的氨基酸序列起着重要作用。
研究内容
法国国家科学研究院Mathieu Dupré等建立了一种对患者来源的LCs的从头测序流程，该流程基于bottom-up和top-down蛋白质组学的结合，无需数据库搜索，利用PEAKS软件进行从头测序并使用ALPS算法组装全长LC序列。作者在Orbitrap Fusion Lumos质谱仪上使用了12种不同的碎裂条件来获得最大覆盖度的序列，用于分析包括翻译后修饰的蛋白序列，并结合bottom-up方法，将每个LC样品使用Trypsin、Lys-C、Chymotrypsin、Pepsin和Nepenthes酶解，产生足够的重叠肽，获得最佳的候选序列，利用PEAKS软件组装全长序列。作者利用这个工作流对10名多发性骨髓瘤患者的尿液中提取的LC进行了从头测序。
研究结果
结果显示，作者运用PEAKS AB数据分析平台从所有临床样本中测出了多个完整序列的抗体轻链(Fig.4)，并发现LCs变异性比预期的要高得多。首先，发现了λ和k类型，k型占比多。其次，一些样本包含一个单一的变异体，而另一些则包含多个，这些变异体均有不同的氨基酸序列或不同种PTM。该研究还发现所有序列之间的序列同源性为66.7%的κ型和94%的λ型。同一病人出现不同的LC序列表明存在多个克隆浆细胞。另一个区别是LCs的单体和二聚体的比例分布在0到100%之间，作者推测在某些样品中二聚体的独特存在是否与增加的聚集性密切相关。对于PTM，结果发现序列的最后一个氨基酸的半胱氨酸化修饰几乎出现在所有样品中，此外，进一步确定了未报道过的N-糖基化和辅酶M的修饰。
小结
本研究开发了一种新的工作流程，可以对多发性骨髓瘤患者的尿液进行完整的检测，Top-down蛋白质组学提供了样本中不同蛋白形态的直接信息(特别是单体/二聚体)，同时对于同一临床样本中的蛋白组学信息也是非常有利的。这个流程利用PEAKS AB数据分析平台，实现了对LCs的序列、PTM和单体或二聚体形式的高可变性表征。同时，该研究也表明确定LC序列只是第一步，影响这些LC聚集并导致疾病倾向的主要因素需要进一步的研究。
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