人人可及的空間蛋白質(zhì)組

近幾年，空間多組學(xué)的熱度與日俱增，于2022年上榜Nature并成為值得關(guān)注的七大榜單技術(shù)，于2023年被世界經(jīng)濟(jì)論壇評(píng)選為2023年十大新興技術(shù)。目前，空間多組學(xué)已經(jīng)成為了生命科學(xué)的前沿技術(shù)。

空間多組學(xué)結(jié)合了組學(xué)研究（如基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等）和空間生物學(xué)的概念，其主要目標(biāo)是確定細(xì)胞和組織在空間上的組織結(jié)構(gòu)，以及這種空間結(jié)構(gòu)如何影響基因表達(dá)、細(xì)胞功能和細(xì)胞間的相互作用。已經(jīng)被大家所熟知的空間轉(zhuǎn)錄組基于轉(zhuǎn)錄組信息推測(cè)細(xì)胞功能和細(xì)胞之間的互作仍存在一定局限性，雖然mRNA及其同源蛋白之間有一定的相關(guān)性，但從mRNA到蛋白質(zhì)的翻譯過(guò)程是高度調(diào)控和非線性的。

空間蛋白質(zhì)組是一種直接進(jìn)行無(wú)偏差的大規(guī)模蛋白質(zhì)的定位、定性、定量分析的前沿性技術(shù)。該技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)從蛋白質(zhì)水平全面解析疾病或生物學(xué)過(guò)程的分子機(jī)理，同時(shí)由于具有直觀的空間信息，因而能更精確地定位到核心細(xì)胞群體，并對(duì)其進(jìn)行深度蛋白質(zhì)表征。因此，空間蛋白質(zhì)組的數(shù)據(jù)結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠、貼近表型，同時(shí)也更容易實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化。隨著國(guó)際頂刊對(duì)空間蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的關(guān)注，進(jìn)一步證實(shí)了空間蛋白質(zhì)組學(xué)具有廣泛的應(yīng)用前景和科研價(jià)值。

01H&E空間蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)流程

貝普奧生物H&E空間蛋白質(zhì)組學(xué)通過(guò)將空間維度的激光顯微切割技術(shù)和貝普奧生物獨(dú)家專利的SISPROT樣品前處理技術(shù)整合，在同一張切片上進(jìn)行染色分析、自動(dòng)化切割、精準(zhǔn)收集和高深度質(zhì)譜檢測(cè)。其中基于高度集成化的SISPROT前處理技術(shù)可以幾乎無(wú)損的進(jìn)行顯微切割的微量組織樣品的前處理，2小時(shí)內(nèi)完成高靈敏度的蛋白質(zhì)樣品前處理，并兼顧了前處理過(guò)程中的穩(wěn)定性、重復(fù)性，結(jié)合高分辨率高靈敏度的液相質(zhì)譜平臺(tái)，為最終獲得高質(zhì)量的深度蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)奠定扎實(shí)的技術(shù)流程。

02H&E空間蛋白質(zhì)組學(xué)應(yīng)用實(shí)例

空間蛋白質(zhì)組學(xué)揭示新冠肺損傷機(jī)制

2023年7月，中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所石正麗教授課題組聯(lián)合南方科技大學(xué)田瑞軍教授課題組和華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院周亦武教授課題組，在bioRxiv上發(fā)表的題為“Deep spatial proteomic exploration of severe COVID-19-related pulmonary injury in post-mortem specimens”的研究，通過(guò)H&E染色結(jié)合空間蛋白質(zhì)組對(duì)武漢大流行第一批死亡患者留存的FFPE樣品進(jìn)行了高深度空間蛋白質(zhì)組學(xué)檢測(cè)。其中，在71個(gè)樣品中共檢測(cè)到超過(guò)1萬(wàn)種蛋白質(zhì)，繪制了新冠肺損傷高深度蛋白質(zhì)圖譜，發(fā)現(xiàn)了由新冠引發(fā)的通路失調(diào)，從而揭示了肺損傷機(jī)制。該研究為后續(xù)治療方案的開(kāi)發(fā)提供了新的方向。

03空間蛋白質(zhì)組學(xué)解析不同類型細(xì)胞的

蛋白質(zhì)表達(dá)差異

2018年4月，南方科技大學(xué)田瑞軍教授課題組在Analytical Chemistry上發(fā)表了題為“Spatial-Resolution Cell Type Proteome Profiling of Cancer Tissue by Fully Integrated Proteomics Technology”的研究，通過(guò)H&E染色、激光顯微切割和SISPROT樣品前處理技術(shù)，首次對(duì)結(jié)腸癌癌細(xì)胞、腸細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞進(jìn)行了空間維度的蛋白質(zhì)組學(xué)檢測(cè)，成功地實(shí)現(xiàn)了腸細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞在相同組織切片和連續(xù)切片上的空間蛋白質(zhì)組分布圖。

拓展案例

空間可視化蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)現(xiàn)胰腺癌中新的細(xì)胞亞型

南方科技大學(xué)田瑞軍教授課題組在bioRxiv上發(fā)表的題為“Multimodal single cell-resolved spatial proteomics reveals pancreatic tumor heterogeneity”的文章，通過(guò)將空間可視化蛋白質(zhì)組和細(xì)胞類型蛋白質(zhì)組相結(jié)合，對(duì)胰腺癌的腫瘤微環(huán)境進(jìn)行深度解析。在同一張切片上進(jìn)行了3標(biāo)4色的多重免疫熒光染色和質(zhì)譜檢測(cè)，獲得了厘米級(jí)大視野高質(zhì)量成像和高深度蛋白質(zhì)組結(jié)果，同時(shí)通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)分離了14種細(xì)胞類型，每種細(xì)胞類型分選1000個(gè)細(xì)胞，共鑒定了超過(guò)7000種蛋白質(zhì)。通過(guò)反卷積算法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了腫瘤和淋巴結(jié)構(gòu)中9種免疫細(xì)胞亞型的比例，發(fā)現(xiàn)了一種新的免疫抑制T細(xì)胞亞型，隨后精準(zhǔn)預(yù)測(cè)并驗(yàn)證了其在胰腺癌腫瘤細(xì)胞區(qū)域而非淋巴結(jié)構(gòu)區(qū)域的空間特異性。

貝普奧生物致力于持續(xù)創(chuàng)新蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，推動(dòng)疾病診斷和治療藥物發(fā)現(xiàn)。我們提供全流程空間可視化蛋白質(zhì)組學(xué)服務(wù)，可接受不同類型的組織樣品，為癌癥、神經(jīng)生物學(xué)、發(fā)育學(xué)等領(lǐng)域繪制精細(xì)化空間蛋白質(zhì)圖譜，為解析組織微環(huán)境提供堅(jiān)實(shí)可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。

關(guān)于貝普奧生物

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深圳市貝普奧生物科技有限公司是一家于2022年1月在深圳成立的蛋白質(zhì)組學(xué)研發(fā)型高科技公司。作為蛋白質(zhì)組學(xué)上游市場(chǎng)解決方案提供商，公司致力于對(duì)蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域的研發(fā)成果進(jìn)行商業(yè)開(kāi)發(fā)及轉(zhuǎn)化。團(tuán)隊(duì)以受多項(xiàng)專利保護(hù)的蛋白質(zhì)組學(xué)前處理系列產(chǎn)品為切入點(diǎn)，通過(guò)臨床功能蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)平臺(tái)為目標(biāo)市場(chǎng)提供全流程解決方案。

公司核心成員在蛋白質(zhì)組學(xué)、腫瘤生物學(xué)領(lǐng)域獲得重大科研成果，超半數(shù)員工擁有博士、碩士學(xué)位及海外研究經(jīng)歷。充滿創(chuàng)造力的團(tuán)隊(duì)立足于大灣區(qū)，服務(wù)全球，專注于降低蛋白質(zhì)組學(xué)分析技術(shù)難度，提升其在創(chuàng)新標(biāo)志物和創(chuàng)新藥物研發(fā)全鏈條中的應(yīng)用，以蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)為重大疾病提供精準(zhǔn)診療策略。