基于质谱技术的单细胞蛋白质组学

作     者：谢井盛 叶子璐 

作者机构：中国医学科学院系统医学研究院/苏州系统医学研究所重大疾病共性机制研究全国重点实验室 苏州大学附属第二医院妇产科 

出 版 物：《生物化学与生物物理进展》 (Progress in Biochemistry and Biophysics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 071010[理学-生物化学与分子生物学] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：中国医学科学院医学与健康科技创新工程(2023-I2M-2-005),中国医学科学院基科费(2023-RC180-03) 江苏省青年基金(BK20240443)资助项目 

主　　题：单细胞 蛋白质组学 色谱 质谱 

摘      要：近年来，单细胞测序技术的发展极大地推动了单细胞基因组和转录组的研究。然而，直接关联单细胞生命过程的蛋白质组研究则因技术进展缓慢而受限。随着样品前处理技术、色谱分离技术和质谱检测技术的进步，单细胞蛋白质组学（single-cell proteomics，SCP）的分析灵敏度显著提升。在这篇综述中，我们深入回顾了SCP的发展历程及其在生命科学研究中的应用。在样品前处理方面，针对不同细胞的存在形式，研究者开发了基于声波激发、微流控芯片和激光切割等单细胞分选方法，并逐步从多步法前处理流程统一到一步法，降低了样品处理过程中的损失。在质谱技术方面，无标记定量（label-free quantification，LFQ）与基于同位素和同质素标记的方法都得到了充分的探索，各具技术优势与不足。在应用层面，SCP已在胚胎细胞早期发育、干细胞分化、肝脏组织空间异质性等方面揭示了新的生物学发现。最后，我们总结了当前SCP技术面临的挑战，包括检测通量、成本和数据分析的复杂性，并展望了其未来的发展方向，强调了SCP在基础研究和临床应用中的广阔前景。