隨著二代測(cè)序技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，單細(xì)胞基因組和轉(zhuǎn)錄組研究突飛猛進(jìn)，使學(xué)者們對(duì)細(xì)胞認(rèn)識(shí)的分辨率大大提高。然而僅依靠單細(xì)胞的基因組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，對(duì)理解細(xì)胞在人體復(fù)雜環(huán)境中的表型和功能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。蛋白質(zhì)作為細(xì)胞內(nèi)生物功能的直接執(zhí)行者，通過蛋白質(zhì)及其翻譯后修飾的動(dòng)態(tài)變化，可以感知并響應(yīng)幾乎所有外在和內(nèi)在的刺激，從而影響整個(gè)生命體的功能和狀態(tài)。因此單細(xì)胞蛋白質(zhì)組受到研究者們?cè)絹碓綇V泛的關(guān)注，是目前及未來重點(diǎn)研究的熱點(diǎn)之一。 細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單元，細(xì)胞的精確分型是理解細(xì)胞在生理和病理過程中功能的先決條件。傳統(tǒng)研究手段是針對(duì)細(xì)胞群體進(jìn)行分析，獲得大量細(xì)胞的平均化結(jié)果，無法區(qū)分不同細(xì)胞個(gè)體對(duì)于樣品異質(zhì)性的精確貢獻(xiàn)值，從而忽視或掩蓋了單細(xì)胞的個(gè)體差異。 單細(xì)胞蛋白質(zhì)組能夠幫助科學(xué)家解構(gòu)細(xì)胞亞群并推斷蛋白豐度關(guān)系。通過單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)分析可以區(qū)分不同腫瘤細(xì)胞的分子分型，相較于傳統(tǒng)的病理組織分析技術(shù)更加精細(xì)準(zhǔn)確，對(duì)于理解疾病的發(fā)生發(fā)展具有重要的意義。另外，一些生物學(xué)樣品由于稀少，單細(xì)胞技術(shù)是唯一可以對(duì)其進(jìn)行研究的技術(shù)。因此單細(xì)胞蛋白質(zhì)組將會(huì)是必要的手段，對(duì)于組織亞結(jié)構(gòu)研究、胚胎發(fā)育等研究具有重要的生物學(xué)意義。 HUPO國際大會(huì)（Human Proteome Organization World Congress）是全球蛋白質(zhì)組領(lǐng)域的盛會(huì)，也是蛋白質(zhì)組領(lǐng)域最高規(guī)格的學(xué)術(shù)大會(huì)，第17屆US HUPO年會(huì)于2021年3月8-12日在美國如期召開，受到疫情的影響，今年采用“線上會(huì)議”形式舉辦。 US HUPO會(huì)議主題為：從單細(xì)胞到系統(tǒng)生物學(xué)的蛋白質(zhì)組學(xué)在健康和疾病中的應(yīng)用（Proteomics from Single Cell to Systems Biology in Health and Disease），共設(shè)有14個(gè)主題分壇。今天追蹤報(bào)道 “單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)“最新前沿技術(shù)突破及在未來應(yīng)用價(jià)值。 “單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)”主題由單細(xì)胞蛋白組學(xué)的領(lǐng)軍人物——美國東北大學(xué)的Nikolai Slavov教授主持，該研究者采用Minimal ProteOmic sample Preparation (mPOP)樣本處理和TMT標(biāo)記方法，優(yōu)化了單細(xì)胞蛋白質(zhì)組（SCoPE-MS)的實(shí)驗(yàn)流程，進(jìn)而對(duì)單個(gè)哺乳動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行質(zhì)譜分析，量化細(xì)胞分化過程中的單細(xì)胞蛋白質(zhì)豐度和異質(zhì)性。 會(huì)議上，西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室環(huán)境分子科學(xué)實(shí)驗(yàn)室Ryan T. Kelly教授就“single cell proteomics:unlocking the proteome one cell at a time”主題進(jìn)行報(bào)告，分享了基于芯片的納升級(jí)微量液滴蛋白處理系統(tǒng)nanoPOTS（Nanodroplet Processing in One Pot for Trace Samples），以及最新的全自動(dòng)化autoPOTS系統(tǒng)，可處理極少的生物樣品（少到10個(gè)細(xì)胞），且處理效率高，樣本損失最小。該平臺(tái)為小型細(xì)胞群體和臨床標(biāo)本（例如用于表征組織或細(xì)胞異質(zhì)性的組織切片）的許多潛在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供了可能。 國內(nèi)單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)分析研究領(lǐng)域也取得了突破性進(jìn)展，浙江大學(xué)方群團(tuán)隊(duì)聯(lián)合北京大學(xué)黃超蘭團(tuán)隊(duì)將“微流控液滴技術(shù)與蛋白質(zhì)組分析技術(shù)”相結(jié)合，發(fā)展了一種微型化的油-氣-液“三明治”芯片及相應(yīng)的納升級(jí)液體操控和進(jìn)樣方法，能夠在原位靜態(tài)的納升級(jí)液滴中完成多步樣品前處理操作，并且實(shí)現(xiàn)了將液滴樣品直接高效地注入到色譜分析柱內(nèi)完成后續(xù)的液相色譜分離與質(zhì)譜檢測(cè)。 參考文獻(xiàn)： [1] SCoPE-MS: mass spectrometry of single mammalian cells quantifies proteome heterogeneity during cell differentiation. Genome Biol. 2018. [2] Single-cell proteomic and transcriptomic analysis of macrophage heterogeneity using SCoPE2. Genome Biol. 2021. [3] Nanoliter-Scale Oil-Air-Droplet Chip-Based Single Cell Proteomic Analysis. Anal Chem. 2018.
