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「青莲聚焦」微量细胞蛋白质组学(从星系到星球)

2022-02-14 13:29 作者:青莲百奥  | 我要投稿

        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)。

Erisyon

       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

IsoPlexis

        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;

Science 2020, 367 (6477), 512-513

       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)。

Genome Biology volume 22, Article number: 50 (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)

Nat Commun.2022;13:37.

        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.

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