前沿 | Nature Methods 2024年度技术，空间蛋白质组学

摘要：2024年12月6日，备受瞩目的《Nature Methods》年度方法评选结果正式揭晓，空间蛋白质组学技术入选。作为Nature出版集团旗下的权威科学期刊，《Nature Methods》在生命科学领域享有极高的声誉，其严谨的评审流程、卓越的学术品质以及前瞻

2024年12月6日，备受瞩目的《Nature Methods》年度方法评选结果正式揭晓，空间蛋白质组学技术入选。作为Nature出版集团旗下的权威科学期刊，《Nature Methods》在生命科学领域享有极高的声誉，其严谨的评审流程、卓越的学术品质以及前瞻性的科研视野，一直备受业界推崇。此次，该期刊将空间蛋白质组学技术选为年度方法，正是鉴于其在揭示复杂组织结构方面所发挥的关键作用。

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回顾过往几年，《Nature Methods》的年度方法评选见证了众多杰出科研技术的涌现。例如，2019年的单细胞多组学技术，为揭示细胞异质性提供了强有力的研究手段；2020年的空间转录组学技术，则改变了人们对细胞间基因表达差异的认知。此次空间蛋白质组学技术的入选，不仅是对其在生命科学领域卓越贡献的肯定，更彰显了当前科研方法与技术的前沿发展动态。该技术为科研人员提供了全面、深入且精细的蛋白质组学研究工具，使他们能够更精准地揭示生命活动的微观机制，为疾病治疗、药物研发等关键领域开辟了新的突破点，并带来了广阔的发展前景。

空间蛋白质组学涵盖了基于免疫组织化学的多种先进技术，如循环免疫荧光（cycIF）、索引共检测（CODEX）、迭代漂白扩展多重性（IBEX）、多重离子束成像（MIBI）以及成像质谱流式细胞术（IMC）等。这些技术能够生成复杂组织或器官切片的图像，揭示其蛋白质构成及空间分布，成为众多全球图谱项目的核心支撑。此外，深度视觉蛋白质组学（DVP）这一新兴技术，更是突破了可用抗体数量的限制，实现了对更广泛蛋白质组的覆盖，为空间蛋白质组学的发展注入了新的活力。

相较于其他空间生物学方法，如空间分辨转录组学，空间蛋白质组学技术拥有更为悠久的历史。然而，为何编辑部将其选为年度方法？一方面，DVP等前沿技术的最新进展，以及其他旨在更广泛、更深入地探索空间蛋白质组的新方法，让人倍感振奋。另一方面，诸如人类生物分子图谱计划（HuBMAP）和人类肿瘤图谱网络（HTAN）等大型联合体的当前工作，也为研究者提供了强大的支持。这些联合体不仅致力于构建大型数据图谱，还积极开发数据处理、分析、可视化和数据挖掘的工具，推动生物学研究的深入发展。

该期特刊还刊登了两篇来自HTAN联合体的论文。Peter Sorger及其同事的文章介绍了CyLinter这一改进型工具，用于高度多重化图像的质量控制[1]；而Benjamin Raphael及其同事的文章则阐述了CalicoST算法[2]，该算法能够同时推断等位基因特异性拷贝数异常，并根据空间分辨转录组学数据重建肿瘤的空间进化历程。此外，记者Vivien Marx就图谱构建及其未来发展趋势向一些研究人员进行了采访，为大家带来了深入见解[3]。

该特刊精心汇编了一系列评论文章，深入探讨了空间蛋白质组学的过去、现在及未来展望。Bernd Bodenmiller深入剖析了蛋白质作为生物学研究焦点的魅力，并简要回溯了免疫荧光技术在空间蛋白质组学领域的成长历程，同时展望了大型图谱构建对揭开复杂组织结构面纱及推动精准医学发展的重要性[4]；Yuval Bussi与Leeat Keren则聚焦于空间蛋白质组学的计算工具，指出当前图像处理与分析流程的分散性，并描绘了一幅未来无缝衔接与协同工作的图景[5]；Daniela Quail和Logan Walsh探讨了空间蛋白质组学对癌症研究领域的革新，及其与人工智能融合后的巨大潜力[6]；Thierry Nordmann、Andreas Mund与Matthias Mann则聚焦于深度视觉蛋白质组学，阐述了质谱法在探究蛋白质组复杂性中的独特优势，并讨论了与其他组学方法结合所带来的益处[7]；最后，Rong Fan深入剖析了空间蛋白质组学在其他“组学”技术背景下的角色定位，强调了整合互补技术的重要性，并展望了下一代计算工具在跨体积注册与整合信息方面的关键作用[8]。

尽管空间蛋白质组学技术当下的成就已令人瞩目，但我们对其未来的发展前景同样满怀期待。可以预见，这些技术将在现有的及新兴的图谱项目中得到更为广泛的应用，并且也在不断努力改进元数据处理、质量控制，以及推动这些方法的普及。随着样品制备和显微镜技术的不断进步，我们将迈入一个全新的空间蛋白质组学时代——这个时代将拥有更高的覆盖率、更大的3D体积、亚细胞分辨率乃至超分辨率[9]。正如本期“值得关注的亚细胞空间蛋白质组学方法”专题所探讨的那样，这些技术进步将引领我们走向新的高度，让我们更深入地洞察健康细胞在组织中的正常运作机制，以及当组织发生病变时的变化。

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