單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)從單個(gè)細(xì)胞維度透視生命過程，對(duì)腫瘤異質(zhì)性、干細(xì)胞分化、生殖細(xì)胞發(fā)育、循環(huán)腫瘤細(xì)胞等重要領(lǐng)域有著不可或缺的應(yīng)用價(jià)值。但單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)受限于質(zhì)譜靈敏度和分辨率的發(fā)展、以及蛋白質(zhì)本身不可擴(kuò)增的性質(zhì)，技術(shù)難度非常大。中科新生命自重磅推出“單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)”以來，受到了各個(gè)領(lǐng)域科研學(xué)者們的極大關(guān)注，老師們也對(duì)技術(shù)充滿了好奇：
· 檢測(cè)的是單個(gè)細(xì)胞嗎？ · 如何分選單細(xì)胞？采用的是什么技術(shù)？ · 鑒定深度如何？數(shù)據(jù)可靠性又如何？ 1. 單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)工作流程 我們?cè)赟CoPE-MS的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了裂解液、微孔板、分選方法以及質(zhì)譜方法，開發(fā)了易于使用的單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)流程（UE-SCP）。具體來說，獲得單細(xì)胞懸液后，使用溫和且高精度的全自動(dòng)單細(xì)胞分離系統(tǒng)進(jìn)行單細(xì)胞分選，微孔板收集后，完成細(xì)胞裂解、蛋白質(zhì)酶解和肽段標(biāo)記，最后通過液質(zhì)聯(lián)用質(zhì)譜儀采集數(shù)據(jù)。 圖1 UE-SCP工作流程 2. UE-SCP鑒定及定量的深度達(dá)單個(gè)細(xì)胞2000+ 使用UE-SCP分別檢測(cè)32個(gè)和96個(gè)細(xì)胞，32個(gè)單細(xì)胞共鑒定到3220種蛋白質(zhì)，96個(gè)單細(xì)胞共鑒定到4003種蛋白質(zhì)（圖2E）。定量到的蛋白質(zhì)豐度動(dòng)態(tài)范圍都高達(dá)6個(gè)數(shù)量級(jí)（圖2F）。64個(gè)HEK-293T單細(xì)胞、64個(gè)Hela單細(xì)胞或全部128個(gè)單細(xì)胞中定量蛋白質(zhì)的中位數(shù)均超過2000種（圖2G）。 圖2 UE-SCP鑒定及定量的蛋白質(zhì)數(shù)量評(píng)估 3. UE-SCP數(shù)據(jù)穩(wěn)定且可靠 在128個(gè)細(xì)胞的鑒定數(shù)據(jù)中，篩選到3546種穩(wěn)定定量的蛋白質(zhì)，歸一化后數(shù)據(jù)呈現(xiàn)良好的平行性（圖3C）和優(yōu)異的相關(guān)性（圖3D）。對(duì)Hela和293T兩個(gè)細(xì)胞系定量到的共有蛋白質(zhì)進(jìn)行無監(jiān)督聚類分析。層次聚類和主成分分析顯示，在單細(xì)胞蛋白質(zhì)組層面可以清晰的區(qū)分兩個(gè)細(xì)胞系。GO細(xì)胞組分分析表明UE-SCP優(yōu)異的單細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整性和數(shù)據(jù)全面性。功能注釋結(jié)果中富集到的生物學(xué)途徑涉及翻譯、代謝、能量過程，以及VEGFA-VEGFR2信號(hào)通路、膜轉(zhuǎn)運(yùn)、Rho GTP酶信號(hào)傳導(dǎo)等等。總之，基于UE-SCP平臺(tái)可以獲得可靠、穩(wěn)定、且有意義的單細(xì)胞層面的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)。 圖3 UE-SCP數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估 小編小結(jié) 本文建立了一個(gè)超靈敏且易用的多重單細(xì)胞蛋白質(zhì)組工作流程。該技術(shù)集多個(gè)優(yōu)點(diǎn)與一身，比如無需微流控芯片、無需昂貴的超聲設(shè)備、液相系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、單細(xì)胞分選無損高效，兼容市售主流液質(zhì)聯(lián)用質(zhì)譜儀。利用該技術(shù)采集到的單細(xì)胞蛋白質(zhì)組動(dòng)態(tài)范圍跨越6個(gè)數(shù)量級(jí)，單個(gè)直徑20微米的人源細(xì)胞可以鑒定并定量到2000種以上的蛋白質(zhì)，表明UE-SCP具有廣闊的應(yīng)用前景。單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)系統(tǒng)揭示細(xì)胞間的復(fù)雜性、多樣性及細(xì)胞功能、細(xì)胞狀態(tài)具有非常大的意義。 中科優(yōu)品推薦 【中科新生命】單細(xì)胞多組學(xué)平臺(tái)可提供單細(xì)胞分選到單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)檢測(cè)“一站式”服務(wù)以及單細(xì)胞測(cè)序服務(wù)，為腫瘤免疫、發(fā)育生物學(xué)、大規(guī)模單細(xì)胞圖譜、高通量藥物篩選、稀有細(xì)胞鑒定分析等熱門領(lǐng)域提供超強(qiáng)助力。
今天就跟隨小編一起來詳細(xì)了解單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)吧！
2022年1月3日，中科新生命單細(xì)胞研發(fā)團(tuán)隊(duì)和上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院?jiǎn)渭?xì)胞組學(xué)與疾病研究中心共同合作，在bioRxiv發(fā)表了“An ultra-sensitive and easy-to-use multiplexed single-cell proteomic analysis”的預(yù)印版論文，通過靈活的分選系統(tǒng)高效分選細(xì)胞，建立了超靈敏的、易于使用的單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)工作流程（UE-SCP），可實(shí)現(xiàn)單個(gè)人源細(xì)胞中蛋白質(zhì)鑒定及定量數(shù)量超過2000種。
