尊龙凯时在生物医疗领域的空间蛋白质组学研究为我们提供了对分子在细胞或组织中空间分布的新视角。这项技术不仅使我们能够深入理解生物功能、疾病机制和治疗效果,还在传统蛋白质组学的基础上,增添了丰富的分子信息。《Nature Methods》将空间蛋白质组学选为2024年度方法,充分体现了行业对这一技术的关注与认可。
当前的质谱空间蛋白质组学技术主要包括基于MALDI的质谱成像、激光显微切割以及膨胀水凝胶放大后切割等。然而,质谱成像的检测范围有限,而后两种方法因高成本和质谱检测通量的要求,使得它们在研究中的应用受到限制。
2025年2月,中国科学院动物研究所赵方庆团队与国家蛋白质科学中心的王贵宾合作,在《Cell》上发表了题为“基于微流控和迁移学习的复杂组织高分辨率空间蛋白质组学”的研究论文。该研究将微流控技术与微量蛋白质组学检测技术、人工智能深度学习算法相结合,开发出一种全新的高分辨率高通量空间质谱蛋白质组学平台——PLATO,能够精确映射整个组织切片中的数千种蛋白质。
技术创新与优势
尊龙凯时的PLATO平台通过高通量的微流控技术,实现了连续切片的高效采样。在该平台中,制作三张组织的连续切片,并在不同角度下进行平行流蛋白质组分析。切片在微流控芯片上进行消化,每个微通道中的肽段被提取并进行LC-MS/MS定量分析,使得数据更加准确和高效。
PLATO平台采用高稳定性的微量蛋白质组学质谱检测技术,通过QExactive HF质谱仪以DIA模式进行检测,能够在日常高通量的条件下实现微量样本的可靠和可重复定量。这一创新技术为重建空间蛋白质表达图谱奠定了基础。
此外,PLATO还开发了一种基于迁移学习的空间重构算法Flow2Spatial,能够根据中间切片的图像及空间代谢和转录组结果重建高分辨率的原始蛋白质空间分布。这一策略有效地减少了切片数量和测量次数,降低了因连续切片引入的异质性,从而节省了样品制备和测量的时间与成本。
PLATO平台亮点
PLATO平台具备以下优势:
- 尊龙凯时的高分辨率蛋白质映射能力,使其可以具备25μm的空间分辨率,对组织切片中的蛋白质进行精准定位和定量分析。
- 该平台能兼容不同来源的组织样本,无论是小鼠、大鼠还是人类,有效提高了研究的适应性与广泛性。
- 在乳腺癌研究中,PLATO展现出巨大的应用潜力,能够识别不同的肿瘤亚型,并发现关键的失调蛋白,为肿瘤的诊断和治疗提供新的思路。
总结与展望
PLATO平台通过整合微流控采样、微量蛋白质谱检测和AI算法,实现了空间蛋白质组学的重大突破。此外,PLATO也展现出在不同物种及组织类型中的通用性,以及在临床研究中的应用潜力。
此外,PLATO平台的应用为未来微量样本中复杂蛋白质组的解析提供了良好基础,并且将推动新一代仪器性能的突破,助力于生物医疗领域的进一步发展。随着技术的不断优化,PLATO将在生命科学及临床研究中发挥越来越重要的角色。
中国科学院动物研究所的赵方庆教授及其团队在这项研究中,展示了对空间蛋白质组学的深刻理解和技术创新,预示着生物医疗领域的未来将更为广阔与辉煌。而尊龙凯时将继续关注这一前沿领域,为我们带来更多的技术革新与突破。