「青莲聚焦」微量细胞蛋白质组学(从星系到星球)
生命,从单细胞的草履虫到“万物之灵”的人类,都是由细胞组成的。拥有相同基因组的细胞,通过不同的基因表达,造就了不同类型的细胞。同时,每个细胞又在不同的时间、不同的位置,与其它细胞共同协作,从而构成了有机生命体。要了解生命活动的本质,就需要将研究的“分辨率”提高到“单细胞”的水平。现在大部分的组学,测的是某一块组织或者血液中成千上万细胞共同表达的结果,分辨率很低,而所有研究者都喜欢高分辨率的结果。
在单细胞测序技术发展的短短10年时间,已经涌现出众多的技术。总体趋势正在从单个或者少量细胞的研究,向整个组织中所有细胞类型的研究发展。
实验室每天可以产生大量的单细胞的转录组和基因组的数据,但是高通量的单细胞蛋白质组还是不能实现。单细胞蛋白质组学一直是蛋白质组学人的一个梦想。
单细胞的蛋白质定性可以追溯到20年前,Pacific Northwest National Laboratory 用质谱的技术从单个红细胞中鉴定到了血红蛋白,这是单细胞蛋白质组定性的开始,单细胞蛋白质组学的技术手段有很多如:荧光标记,亲和检测、流式细胞、液质联用等;
2018年成立的Erisyon,通过单肽段分子标记荧光并进行埃德曼降解进行序列的定性,通过荧光信号进行定量,此技术需要极少的样本量,但是现在稳定性受限,但是未来可期,可以实现单细胞蛋白质组学定性定量(Marx 2019)。

当然通过抗体方式的IsoPlexis公司,可以靶向检测单细胞的分泌蛋白以及胞内蛋白,以及10x genomics 公司的免疫组库可以靶向检测单个细胞的表面抗原;

基于亲和检测的蛋白质组学具有靶向性,主要利用抗体结合或者配体结合进行定性和定量。只能检测固定目标蛋白的特定序列区域,因此无法发现全新的蛋白或者肽段标志物。
质谱作为研究蛋白质组学的一种常规方式,也是现阶段研究蛋白质组学最普遍的方式,与免疫方式相比较有众多优点:其灵敏度高、特异性高、通量高、可分析蛋白及其PTM、相互作用等;

基于质谱的单细胞蛋白质组学主要有两个方向,依赖标记试剂的标记定量蛋白质组学,主要以TMT试剂标记为主,现有标记试剂可以扩展到18个标签,标记定量优点是可以进行高通量的单细胞分析(Singh 2021)。

另外不依赖标记试剂的DIA(data-independent acquisition)定量蛋白质组学也是单细胞蛋白质组学的开发方向,无标定量记优点是样本前处理的步骤简化,可以更好的将自动化和质谱结合,减少处理过程中的损失(Gebreyesus et al. 2022)。

青莲百奥深耕蛋白质组学多年,在单细胞蛋白质学样本前处理,质谱条件优化,经验丰富,提供一站式解决方案;

从组织到细胞,只需提供原始样本,从细胞悬液到单细胞,从单细胞到数据解析。
送样本标准

Gebreyesus, Sofani Tafesse et al. 2022. “Streamlined Single-Cell Proteomics by an Integrated Microfluidic Chip and Data-Independent Acquisition Mass Spectrometry.” Nature Communications 13(1).Marx, Vivien. 2019. “A Dream of Single-Cell Proteomics.” Nature Methods 16(9): 809–12.
Singh, Arunima. 2021. “Towards Resolving Proteomes in Single Cells.” Nature Methods 18(8): 856.