高通量单细胞蛋白质组学揭示体内肿瘤微环境中巨噬细胞的异质性特征

单细胞蛋白质组学(SCP)技术突破：研究者开发出自动化高通量分析流程，实现1536个单细胞/次的并行检测，在 murine lung metastasis model 中鉴定出肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的500余种差异表达蛋白，为解析肿瘤微环境(TME)的蛋白质动态提供新工具。该研究发表于《Molecular》，通过整合低体积样本制备、自动化纯化和Slice-PASEF质谱技术，单细胞蛋白检出量达3000+，PCA分析成功区分肿瘤/对照组巨噬细胞群体。

　　

在肿瘤生物学领域，细胞异质性一直是阻碍精准治疗的"黑箱"。虽然单细胞RNA测序(scRNA-seq)已能描绘转录组图谱，但蛋白质作为功能执行者，其表达与RNA常呈现低相关性——例如核糖体通路RNA-蛋白相关系数仅0.2，而干扰素通路可达0.8。这种"说与做"的差异使得单细胞蛋白质组学(SCP)成为破译肿瘤微环境(TME)的关键。然而现有SCP技术面临三大瓶颈：通量局限（通常<100细胞/次）、难以分析脆弱的原代细胞、缺乏标准化暂停节点。

为突破这些限制，研究人员开发了革命性的高通量SCP流程。该研究首先优化了基于cellenONE声波分选系统的微型化制备方案，发现1536孔板中100nL反应体系配合50%体积再水化可实现最佳覆盖度（较384孔板提升30%）。创新设计的铝合金适配器解决了微孔板热传导难题，而0.5%多聚甲醛(PFA)固定15分钟的方案使样本可暂停存储24小时且仅引起2个蛋白显著变化——相比之下，未固定细胞过夜储存会导致126个应激相关蛋白异常表达。质谱采集采用Evosep1-Zoom 40SPD色谱与2-frame Slice-PASEF联用方案，较传统DIA-PASEF多检出25%蛋白。

在技术优化的基础上，研究团队将这套流程应用于 murine lung metastasis model 的肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)分析。通过CD45⁺CD11b^intCD11c⁺CD64⁺分选策略，从1536个单细胞中平均鉴定1700种蛋白/细胞，关键标志物如Cd68、Mrc1(Cd206)检出率>95%。差异分析揭示575个显著变化蛋白：肿瘤组高表达MHC-II和干扰素诱导蛋白(如Ifi204)，而对照组富集抗炎因子Mrc1。PCA分析显示两组巨噬细胞形成明显聚类，证实SCP能捕捉TME的生物学信号。

讨论部分指出，该工作首次实现>1500单细胞/批次的体内细胞蛋白质组分析，其覆盖深度与scRNA-seq相当但缺失值更少。固定技术的引入为临床样本运输提供可能，而Slice-PASEF显著提升低丰度蛋白检出。局限性在于当前LC-MS通量（40样本/日）仍制约大规模应用，未来需结合Orbitrap Astral等新型质谱突破。这项发表于《Molecular》的研究为肿瘤免疫研究提供了蛋白质维度的单细胞解析工具，将助力发现新的治疗靶点。