在整体组织或器官水平上开展蛋白质组学研究可以揭示复杂的生物功能信息。然而,组织通常是由位于不同解剖区域的多种细胞所构成,这些细胞具有显著的异质性。传统的蛋白质组分析方法难免会产生平均化效应,从而造成大量空间信息的流失。随着单细胞组学技术的迅猛发展,研究人员能够在单细胞水平上研究遗传学、转录组学、表观遗传学和蛋白质组学。然而,单细胞技术的便利性也牺牲了重要的空间信息,这使得解析组织异质性等问题变得复杂。在此背景下,空间组学技术应运而生,能够精确识别不同区域位置,并解析组织细胞的“斑斓”色彩。
2022年,空间多组学技术被《Nature》评选为最受关注的七项技术之一。空间转录组学技术使我们能够从基因表达层面揭示不同组织和细胞间的基因表达差异。然而,转录与蛋白质之间的相关性通常较低,且蛋白质是细胞功能的直接执行者。在靶组织内,蛋白质的空间异质性分布在相关药物治疗中非常常见,因此精确量化这种空间不均匀性至关重要,这有助于揭示治疗成败的机制,并为直接治疗提供理论支持。因此,进行单细胞或单细胞核分辨率的空间蛋白质组学分析显得尤为重要。
近日,空间蛋白质组学技术被《Nature Methods》评为2024年度技术,突显其在揭示生物复杂性、推进精准医学和癌症研究中的革命性作用。西湖欧米推出的FAXP™(Filter-aided Expansion Proteomics)结合了基于水凝胶的组织膨胀、滤膜辅助的样本制备流程和高分辨率的质谱技术,使研究人员能够在组织水平上进行单细胞和亚细胞器分辨率的空间蛋白质表达分析。福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织是病理组织存储和分析的黄金标准,全球数以亿计的FFPE组织被储存在生物样本库中,因此,提升对FFPE样本的检测分析能力可显著扩展空间组学技术在临床问题中的应用.
FAXP™是一种适用于临床FFPE样本进行空间蛋白质组学分析的高效工作流程。其自动化样品处理将体积分辨率提升145倍,分析速度几乎翻倍,蛋白质鉴定数量则大幅增加255%。针对亚细胞器的蛋白质组学分析,FAXP™在优化后的水凝胶中实现了均匀性分析,以评估组织膨胀的影响。对小鼠肝脏FFPE切片进行的定量分析显示,其膨胀系数在细胞和整体组织水平上均具有良好的均匀性。
FAXP™还通过引入更为高效精细的样本处理流程显著提升了高通量分析的效率,相较于传统技术,处理时间减少了53%。在FFPE样本的单细胞与单细胞核分辨率空间蛋白质组学分析中,FAXP™与激光微切割技术的结合,允许研究人员对单细胞或亚细胞器进行深入分析,揭示不同疾病进展阶段的组织差异。
总之,FAXP™技术正在改变生物医疗研究的格局,特别是在癌症研究领域,能够有效探索细胞异质性,揭示疾病机制,对精准医学和临床治疗具有重要的应用价值。