单细胞蛋白组学 | 一次数据回答两个问题

近年来，蛋白质作为生命活动的功能执行体，其研究价值越来越受到重视，将蛋白组学和基因组学研究结合在一起进行多维度单细胞信息解读，不仅能够更好地观察细胞之间的异质性，同时也能够更清楚地识别特定细胞及其功能。BD AbSeq 与 BD Rhapsody 高通量单细胞捕获系统结合使用的方式，能够使研究人员同时分析数千个单细胞中的 RNA 和蛋白质，完整揭示出生物学系统中基因和蛋白质的作用。

1. 单细胞蛋白组能做什么

单细胞转录组与蛋白组往往存在时空不对等性，表现为转录本表达但是蛋白未表达；部分为蛋白高表达，而转录本已经降解或者不表达。基于BD流式分选和蜂巢板捕获技术，单细胞蛋白组作为桥梁链接转录调控两端，可同时完成对每个样本上千个细胞的基因表达和细胞表面蛋白表达的检测。对二者同时分析，有助于理解基因表达与功能表型之间的联系，实现对细胞精细分群和功能判定。

2. AbSeq实验流程

AbSeq使用寡核苷酸偶联抗体（Ab-oligos），从高通量测序数据中了解蛋白表达。首先AbSeq抗体与细胞进行孵育，并特异性的与细胞膜表面蛋白结合，之后被“小海胆”磁珠通过抗体尾巴上的Oligo片段捕获，与其他被捕获的RNA一起，通过后续的建库流程和测序流程，实现单细胞蛋白和基因的同时检测。

AbSeq中的每个抗体克隆与独特的寡核苷酸偶联，这条寡核苷酸带有抗体特异的条形码（ABC），对ABC进行解码，可估计蛋白质的丰度。

3. Abseq服务的蛋白抗体选择

✴ 抗体库（具体列表详询小鲸）：

优点：近500种抗体（Human & Mouse)，助力免疫学深入研究。

反应设计：每支25个反应。

✴ BD Panel，目前商业化的只有一个，人IDP（含30个人免疫相关细胞表面膜蛋白）。

优点：抗体预混好，每支含有Panel内所有抗体，相较单个抗体选择性价比更高。

反应设计：每支1个反应。

✴ 万能二抗(自带条形码)

优点：能把不在预设抗体库目录里面的蛋白，做Abseq检测。

反应设计：客户已有的流式抗体(一抗)，可以选择用PE或者APC的荧光二抗去特异结合一抗，用万能二抗再去结合荧光二抗，可以实现不在预设目录里面的蛋白做Abseq检测。

✴ BD可以提供自有抗体的条形码偶联服务

优点：可以直接获得目录外的条形码抗体，定制化AbSeq Panel服务，为研究者提供更多选择。

4. 单细胞转录组和蛋白组怎么联合分析

5. 应用领域

✔ 肿瘤异质性和耐药性

✔ 癌症免疫治疗研究

✔ 高通量药物筛选

✔ 微量/稀有样本研究

✔ 肿瘤循环细胞（CTC）分析

✔ 单细胞图谱研究

✔ 遗传发育周期研究

6. 案例解析

题目：The tumour microenvironment shapes innate lymphoid cells in patients with hepatocellular carcinoma

作者：Bernd Heinrich.et al.

IF: 23.06

DOI: 10.1136/gutjnl-2021-325288

检测手段：BD scAbseq+scWTA

样本情况：

作者对来自48名HCC患者的肿瘤组织进行了大样本RNA测序，并对其瘤旁正常肝组织、边缘和肿瘤核心富集的ILCs进行了流式细胞术和单细胞RNA测序。此外，作者通过在单细胞水平同时检测蛋白质和RNA表达鉴定了ILCs亚组的精确特征。

研究目的：本文研究了局部细胞因子环境如何调控HCC中的ILCs。

研究背景：肝细胞癌（HCC）是一种典型的炎症相关肿瘤。驻留于组织的固有淋巴细胞（ILCs）已被建议用于调控肿瘤免疫监视。

研究结论：

本文提供了全面的肝癌ILCs的分子和表型分析，描述了在细胞因子梯度介导的肿瘤背景下，ILCs亚群和广泛可塑性之间相互作用的复杂网络。此外，作者在肝癌微环境中发现了一个CD127-NK样细胞群，其状态介于NK细胞和ILC1之间，是肝肿瘤内ILC可塑性的一个重要来源。本文还首次表明ILC3可直接转换为ILC2，ILC1可直接转换为ILC2。同时肿瘤ILC2表达较高的患者总体生存率较好。ILCs的复杂网络对肿瘤引起的改变非常敏感，在研究肿瘤免疫环境时应考虑到这一点。

关于蛋白组学主要结果展示：

作者利用单细胞多组学技术，将靶向转录组扩增数据与膜蛋白检测相结合，深度解析了肝癌ILCs各亚群的转录本及蛋白表达特征：

参考资源

1.Labib, M., Kelley, S.O. Single-cell analysis targeting the proteome. Nat Rev Chem 4, 143–158 (2020).

2.https://doi.org/10.1038/s41570-020-0162-7

3.https://www.jianshu.com/p/ebe32f69d3d9

4.https://doi.org/10.1038/s41592-019-0540-6

5.Heinrich, Bernd, et al. "The tumour microenvironment shapes innate lymphoid cells in patients with hepatocellular carcinoma." Gut(2021).PMID: 34340996.

6.https://cj.sina.com.cn/articles/view/5895622040/15f680d9802001a2sg