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空间蛋白组(LCM-MS)

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空间组学作为下一个生物时代的风口,已经被研究者们广泛关注。蛋白质是人体内重要的功能分子,一直受到研究者们的重视。传统的蛋白组技术已经为我们带来了许多有趣的信息,但伴随着生物科技的发展,蛋白组学已然进入2.0空间时代。空间蛋白组将为我们直观的解析组织内部的异质性,帮助我们深入了解机体微环境中的功能蛋白,让蛋白研究回归组织原位。

|   技术原理

华盈生物空间蛋白组采用激光显微切割技术(LCM),实现在组织空间原位选取特征性的组织结构区域(ROI)进行超微量样本的获取,再利用独特的样本前处理技术结合高分辨率质谱的方式,实现组织原位的蛋白质高深度检测,这项技术是开展组织异质性研究的有效手段。

|   技术优势

切割高精度: 在同一张切片上完成HE染色和显微切割;

样本高回收:0.01mm²可达70%以上的捕获回收率;

鉴定高深度: 0.01mm²鉴定蛋白数量超过2000个;

样本低用量: 单张切片即可完成实验,无需提供邻片;

|   应用方向

1.探究复杂组织(脑、心脏、肠道)多部位的蛋白、代谢、信号通路

2.探究肿瘤核心区域、癌旁、进展区域的蛋白表达情况,寻找疾病标志物或治疗靶点

3.探究免疫细胞群体功能分子,分析免疫细胞功能获得和受损情况

4.为PCF空间单细胞蛋白组等研究提供特异性靶标

|   应用案例

1:空间蛋白组构建人体皮肤空间蛋白图谱,发现梅毒患者皮肤病变特征

研究人员使用LCM-MS技术对来自人体的六个皮肤层进行了显微切割和蛋白组检测,成功构建人体皮肤的空间蛋白表达图谱,并确定了各皮肤层的空间功能特征,如角质层主要负责抵御外界刺激,调节水分流失,而颗粒棘层主要参与神经元分化和细菌抵御。

进一步,研究人员通过检测梅毒患者的皮肤层,发现患者皮肤基底层中表皮生长、细胞迁移的功能受损,同时颗粒棘层中与脂质代谢、囊泡转运等功能受损。以上皮肤功能的异常可能是梅毒患者相关皮肤病变的主要原因。

本研究通过切割人体皮肤层构建了人体皮肤的空间蛋白表达图谱,为其他皮肤疾病的诊断、治疗研究奠定了基础。

2:空间蛋白组发现卵巢癌关键蛋白

研究人员使用LCM-MS技术分析了来自高级别浆液性卵巢癌(HGSC)患者的四个癌症部位(浆液性输卵管原位癌STIC、浸润性输卵管病变FT、浸润性卵巢病变Ov和网膜转移瘤Om)的肿瘤区和基质区的蛋白组变化,发现转移瘤和原位瘤在基质区中存在NNMT蛋白显著变化,且与肿瘤预后相关。

进一步,通过功能实验确认NNMT可以调节DNA和组蛋白甲基化,进而驱动肿瘤相关成纤维细胞CAF的表型获得,造成不良预后。

本研究通过分析肿瘤区和基质区的蛋白组发现了与肿瘤预后相关的蛋白标志物,为卵巢癌的治疗研究提供了思路。

|   相关文献

1. Eckert MA, Coscia F, Chryplewicz A, et al. Proteomics reveals NNMT as a master metabolic regulator of cancer-associated fibroblasts. Nature. 569(7758):723-728. IF=64.5

2. Rosenberger FA, Thielert M, Strauss MT, et al. Spatial single-cell mass spectrometry defines zonation of the hepatocyte proteome. Nat Methods.20(10):1530-1536. IF=48.0

3. Kaufmann, M., Schaupp, AL., Sun, R. et al. Identification of early neurodegenerative pathways in progressive multiple sclerosis. Nat Neurosci. 944–955 (2022). IF=25.0

4. Davis S, Scott C, Oetjen J, et al. Deep topographic proteomics of a human brain tumour. Nat Commun. 4(1):7710. IF=16.6

5. Li J, Ma J, Zhang Q et al. Spatially resolved proteomic map shows that extracellular matrix regulates epidermal growth. Nat Commun. 13(1):4012. IF=16.6

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发布时间:2023-06-09 17:38:30
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