摘要：在2024年末，Nature Methods发布特刊，将“年度技术”的桂冠颁给了在揭示复杂组织的精细结构方面发挥关键作用、同时也在空间组学领域中发展势头强劲的空间蛋白质组学（点击链接详细阅读：未来已来：空间蛋白质组学获评Nature Methods年度技术！）
在2024年末，Nature Methods发布特刊，将 “年度技术”的桂冠颁给了在揭示复杂组织的精细结构方面发挥关键作用、同时也在空间组学领域中发展势头强劲的空间蛋白质组学（点击链接详细阅读：未来已来：空间蛋白质组学获评Nature Methods年度技术！）。2023年，该期刊也发布了关于单细胞蛋白质组学的特刊。此外，空间组学和单细胞蛋白质组学也接连登上Nature发表的“值得关注的七大技术榜单”的评论文章，证实了空间蛋白质组学和单细胞蛋白质组学具有广泛的应用前景和科学前瞻性。
时空蛋白质组学（空间蛋白质组学和单细胞蛋白质组学）颠覆了传统的大块组织（bulk）分析无法解决细胞异质性的问题，通过捕捉单个细胞的独特特征和空间蛋白的分布模式，提供了对细胞层面的深入理解和分析，也为精准医学2.0的研究和实践提供了核心的技术支持和理论基础。在此，我们对2024年发表的时空蛋白质组学相关文献进行了全面梳理，从时空蛋白质组学助力的空间异质性、疾病分子病理机制、药物治疗/标志物、细胞异质性角度出发，精心筛选出6篇基于质谱的单细胞、空间蛋白质组学高分文章与大家分享，希望能为各位带来新的科研灵感。
空间蛋白组
Spatial proteomics
01
空间蛋白组助力分析组织异质性
空间蛋白质组在探究具有立体空间结构组织的微量异质性中发挥着重要作用。通过多种方式（LCM切割、CODEX）获取区分不同细胞类型、不同位置/空间细胞的蛋白质表达和丰度，从而从细胞类型、空间维度、单细胞维度理解细胞异质性和疾病发生发展。
Nature | 空间蛋白质组揭示小肠蛋白表达图谱
01
文章题目：A spatial expression atlas of the adult humanproximal small intestine
样本类型：基于LCM切割的小肠绒毛上皮上、下段
组学技术：空间蛋白质组学、空间转录组学
研究概述：该研究使用空间转录组学，空间蛋白质组学和单分子荧光原位杂交技术，重建了成人近端小肠的综合空间表达图谱，描绘了小肠近端细胞呈区域分布的特征和其中上皮细胞、间充质细胞和免疫细胞的表达特点。同时，发现迁移的肠上皮细胞在绒毛底部进行脂滴组装和铁吸收，而顶端合成乳糜微粒和铁释放。绒毛顶端细胞具有免疫原性，招募γδT细胞和巨噬细胞到顶端，与其在小鼠中的免疫抑制作用相反。人类小肠中含有丰富的锯齿状和分支绒毛，且富集在圆形褶皱的顶部，与小鼠简单平滑绒毛形成明显差异。该研究借助空间组学为了解成人小肠的生物学提供了详细的资源。
02
空间蛋白组揭示疾病分子病理机制
空间蛋白质组学由于其结合了空间位置信息的蛋白表达信息，可精确对比病灶组织与正常组织、不同疾病间、甚至不同空间位置病灶，探究疾病分子病理机制。以肿瘤为例，利用空间蛋白组分析肿瘤微环境的详细细胞分布、蛋白表达、信号传导，有利于深入理解肿瘤的发病发展机制。
Nature | 空间蛋白质组揭示肿瘤微环境间信号传导
01
文章题目：Clinical functional proteomics of intercellular signalling in pancreatic cancer
样本类型：13个胰腺肿瘤的肿瘤区域和基质区域
组学技术：基于LCM切割的空间蛋白质组学、蛋白质组学、时间维度蛋白质组学、酪氨酸磷酸化蛋白质组学、基于预测算法的膜蛋白胞外区脱落分析
研究概述：胰腺导管腺癌（PDAC）具有非典型的高度间质肿瘤微环境（TME），这深刻地导致了其不良的增殖。该研究为了更好地了解PDAC肿瘤中癌症和基质细胞之间的细胞间信号传导，开发了一种称为TMEPro的多维蛋白质组学策略。TMEPro将多维蛋白质组信息与空间和时间分辨率相结合，全面描述患者PDAC组织中PCCs和基质细胞之间的功能相互作用，构建了最大的胰腺导管腺癌空间蛋白组数据集，为细胞间信号转导网络的系统解析提供了关键功能的多维度数据，也为探寻胰腺癌治疗和诊断的分子靶点提供了重要的理论依据。
Cell Discov | 空间蛋白组揭示结膜黑色素瘤肿瘤微环境
02
文章题目：Single-cell sequencing depicts tumor architecture and empowers clinical decision in metastatic conjunctival melanoma
样本类型：10个经过良好采样的福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）原代CoM样本
组学技术：空间蛋白组、单细胞转录组
研究概述：该研究运用空间蛋白质组学、单细胞转录组学揭示了结膜黑色素瘤（CoM）发生和进展过程中肿瘤微环境的景观和异质性。肿瘤微环境中癌症相关成纤维细胞的丰度增加，与远端转移性CoM中血管生成能力增强和VEGFR表达增强有关；另一方面，远端转移性CoM中总CD8+ T细胞比例显著降低、初始T细胞比例增加、功能性T细胞比例降低，导致肿瘤免疫微环境相对静止。此外，研究发现，VEGFR阻断联合抗PD1治疗可触发远端转移性CoM患者的治疗疗效。为远端转移性CoM的治疗提供了指导策略，同时为开发新的治疗方法提供了科学依据。
Genome Med | 空间蛋白组揭示肝癌干性调控机制
03
文章题目：Spatial multiomics reveals a subpopulation of fibroblasts associated with cancer stemness in human hepatocellular carcinoma
样本类型：基于LCM切割6例原发性肝癌（PLC）患者石蜡包埋的组织样品，分为肿瘤实质、肿瘤基质、非肿瘤实质、非肿瘤基质
组学技术：空间蛋白组、空间转录组
研究概述：该研究通过空间蛋白质组学和空间转录组学描绘了原发性肝癌的空间细胞分布，表征了肝癌肿瘤微环境中的肿瘤基质和癌相关成纤维细胞（CAFs），并在肝癌中确定了一个CAF亚群F5-CAF，它与癌症干性和不良预后相关。研究结果提供了TME中的CAF亚群通过支持癌症干细胞的存活来促进肝癌发展的潜在机制。
03
空间蛋白组助力挖掘药物治疗/标志物
空间蛋白组除了在前期进行病理机制的探究外，通过结合疾病发病发展的相关机理，可进一步从抑制剂、激酶等角度探索药物临床应用价值，分析药物的空间响应机制，筛选预测治疗效果的生物标志物，更好协助患者选择适合的药物，并挖掘靶向性的治疗靶标。
Nature | 空间蛋白组发现致命皮肤病新疗法
01
文章题目：Spatial proteomics identifies JAKi as treatment for a lethal skin disease
样本类型：3种不同严重程度及健康个体的石蜡包埋（FFPE）的皮肤活检组织
组学技术：10X 空间蛋白质组学
研究概述：该研究通过使用10X 空间蛋白质组学技术，对药物诱导的皮肤反应患者的FFPE皮肤切片中角质形成细胞和免疫细胞进行了分析，结果在每种细胞类型中鉴定到多达5000种蛋白质。最终揭示了JAK/STAT和干扰素信号通路是中毒性表皮坏死松解症（TEN）的关键致病驱动因素，并证明了靶向小分子抑制剂（JAKi）作为疾病治疗的潜力，对治疗干预CADR的分子机制提供了重要见解。
单细胞蛋白质组学
Single-Cell Proteomics
单细胞层面水平的蛋白质组学分析为生物系统中细胞异质性研究、精细蛋白分子图谱构建、空间蛋白质网络分析等提供了最本质的精准信息， 在肿瘤异质性、细胞分化、细胞周期、生殖发育、神经发育、免疫调节等重要领域有着不可或缺的应用价值。
Cell Stem Cell | 单细胞蛋白组揭示类原肠胚发育的动态蛋白表达图谱及细胞类型异质性
01
文章题目：Deciphering lineage specification during early embryogenesis in mouse gastruloids using multilayered proteomics
样本类型：类胚胎中不同胚层（内胚层、中胚层和外胚层）细胞及未分化的小鼠胚胎干细胞（mESCs）
组学技术：单细胞蛋白质组、蛋白质组、磷酸化修饰组、增强子蛋白质组
研究概述：该研究基于蛋白质组学和磷酸化修饰组学，以时间分辨方式描述了小鼠类原肠胚蛋白和磷酸化修饰的动态变化图谱，并通过单细胞蛋白组学技术成功揭示了不同胚层细胞和未分化mESCs的特异性蛋白表达谱，揭示了各种细胞类型在蛋白质表达上的差异，探索了与不同细胞群相关的生物学过程和信号通路，尤其是角蛋白在中胚层细胞中的潜在功能。这些发现为理解胚层特异性蛋白质组在胚胎发育过程中的重要作用提供了深入的见解。
景杰评述
2024年，正是空间蛋白质组学极速发展的一年，不仅荣登Nature Methods的 “年度技术”，更是通过科学家们的缜密创新思考，将空间蛋白质组学进行了扩展延伸，将其与多种组学技术进行了结合，进一步实现精细的时空组学的进步。在不到一年的时间里，空间磷酸化修饰组学、全息空间蛋白质组学、空间多组学联合分析等一系列创新技术也应运而生，多项重磅成果登上CNS正刊。空间蛋白组的精准研究已经迈向了全新时代！
作为国内空间蛋白质组学的领跑者，景杰生物现可提供“一站式”空间蛋白组学全流程服务（组织切片、LCM激光显微切割、10X Proteomics质谱检测、生信分析），可实现高精度、高深度、高重复性的空间蛋白组分析，拥有丰富的项目经验和多篇标杆文章的产出（Nat Genet 2023；；；）！
此外，景杰生物现推出“单细胞蛋白质组学2.0”解决方案，基于行业领先的全流程集成自动化的前处理平台、结合景杰独家开发单细胞蛋白质前处理体系、运用行业领先的10X Proteomics技术以及景杰专属单细胞水平的蛋白质组学专属生信分析流程，四大技术体系革新飞跃，深度揭秘生命密码。
来源：景杰生物