做多组学，首先得搞清楚这件事……

多组学研究越来越多的案例和证据表明，基因组及转录组提供的信息，并不能完整阐释复杂疾病，如癌症的发生与发展。因此更多的研究者开始进行Proteogen-omics(蛋白质基因组学)和Muti-Omics(多组学)研究，从多个维度探究生物系统中多种物质间的相互作用，以及这些物质如何共同影响生命系统的表型和性状。

在进行多组学研究特别是肿瘤多组学研究时，面临的首要问题就是：如何将肿瘤样本均匀地分配给不同的组学方向？

CP02低温干式组织粉碎系统

1、低温粉碎，保护生物大分子完整性

2、干式粉碎，兼容多组学各种试剂

3、可控的机械粉碎，重复性高

应用案例

CP02 助力多组学研究案例

1. CELL—乙型肝炎相关肝细胞癌的整合蛋白质基因组学特征分析

2019年10月，中国科学院上海药物研究所周虎课题组、复旦大学附属中山医院樊嘉课题组、中国科学院生物化学与细胞生物学研究所高大明课题组和至本医疗合作在Cell 发表“Integrated Proteogenomic Characterization of HBV-related Hepatocellular Carcinoma”的文章。

使用Covaris CryoPREP™ CP02 将肿瘤组织、癌旁组织冷冻粉碎，粉碎后的样本分为三部分，分别用于全外显子测序（WES）、RNA-seq、蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学分析。该研究通过检测和整合分析基因突变、拷贝数变异、基因表达谱、蛋白质组及磷酸化蛋白质组等多维度数据，完整地揭示了肝癌的分子特性，全面解析了肝癌的发生和发展机制，为肝癌的精准分型与个体化治疗、疗效监测和预后判断提供了新的思路和策略。

2. CELL—小细胞肺癌的蛋白质组学表征和亚型特异性治疗策略

2024年由中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所高大明研究团队、上海市肺科医院张鹏团队、中国科学院药物所周虎团队等研究团队合作，在CELL上发表了题为“Proteogenomic characterization of small cell lung cancer identifies biological insights and subtype-specific therapeutic strategies”的文章。文中使用Covaris CryoPrep™ CP02对98名男性以及14名女性的SCLC(小细胞肺癌) 肿瘤标本和 NAT(正常的癌旁组织)进行冷冻粉碎后分成三份，分别用于全外显子组测序、转录组测序、蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学分析。在进行全外显子测序建库时，使用Covaris聚焦式超声系统进行基因组DNA片段化。

本研究通过整合基因组、转录组、蛋白质组和磷酸化蛋白质组数据，揭示了小细胞肺癌的多种生物学特征和潜在治疗策略。发现并验证了HMGB3和CASP10作为推定的预后生物标志物。将 ZFHX3 突变与免疫热行为联系起来，并通过临床证明 ZFHX3 突变可能是接受免疫治疗的小细胞肺癌 (SCLC) 患者的潜在预测性生物标志物。这项研究扩展了基因组分析无法捕捉的SCLC癌症生物学理解，并生成了可能指导精准治疗的亚型。这些发现除了为基础和临床研究人员提供宝贵的资源外，还能促进更有效的SCLC临床治疗。

3. Cancer Cell—非功能性胰腺神经内分泌肿瘤的蛋白质组学表征揭示了临床相关的亚组

2025年由中国科学院上海药物研究所周虎团队、复旦大学附属肿瘤医院虞先浚团队、北京大学肿瘤医院吴建民团队、中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所高大明团队等合作在Cancer Cell杂志上发表题为“Proteogenomic characterization of non-functional pancreatic neuroendocrine tumors unravels clinically relevant subgroups”的文章。该项研究对108例NF-PanNET 患者的肿瘤组织、正常癌旁组织使用Covaris CryoPrep™ CP02进行低温粉碎后分成三部分，分别用于全外显子测序、转录组测序、蛋白质组和磷酸化蛋白质组学研究。

本研究通过整合全外显子组、转录组、蛋白质组和磷酸化蛋白质组多组学分析，构建了迄今为止最全面的NF-PanNET分子图谱。发现了CENPV 是 MEN1 突变的关键潜在介导因子；发现了新的GNAO1（高风险因素）、INA（高风险因素）和 VCAN（低风险因素）组成的预后标志物。首次定义了四个具有显著异质性的蛋白质组亚型，它们在分子特征和免疫微环境中存在显著差异，为开发治疗方案提供了线索。本研究开发的蛋白质组学预后特征在发现队列和验证队列中均被证明是疾病进展的独立因素，表明其在筛选高危患者进行定期监测和辅助治疗方面具有潜在用途。

4. Nature Communications—宫颈癌的蛋白质组学分析揭示了治疗和生物学见解

2024年由中国科学院上海药物研究所周虎团队、中国科学院上海营养与健康研究所邵振团队、中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院吴令英团队以及中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所高大明团队在Nature Communications杂志上发表了题为“A proteogenomic analysis of cervical cancer reveals therapeutic and biological insights”的文章。

为减少肿瘤内异质性对多组学分析的影响，研究团队使用Covaris CryoPrep™ CP02对肿瘤组织和癌旁正常组织进行低温粉碎，随后将样品分为两部分：第一部分用于后续蛋白质组学、磷酸化蛋白质组学和乙酰化蛋白质组学分析以及DNA提取；第二部分用于RNA测序。对139例中国宫颈癌患者的肿瘤样本进行的多组学分析揭示了HPV感染对多组学层面的影响，包括蛋白表达、磷酸化和乙酰化修饰。发现EP300乙酰转移酶通过乙酰化FOSL2蛋白的第222位赖氨酸（K222），增强其转录活性，促进宫颈癌细胞增殖和肿瘤生长。基于蛋白质组数据将患者分为三个亚型，具有不同的预后、免疫浸润特征和分子通路活性。亚型3具有最高的免疫浸润水平和最好的放疗反应。发现PRKCB高表达与更好的放疗反应和预后相关。该研究通过蛋白基因组学方法系统揭示了宫颈癌的分子特征，发现了新的致病机制、生物标志物和治疗靶点，对宫颈癌的个体化治疗和预后评估具有重要临床意义。Covaris CryoPrep™ CP02 在样本前处理中确保了多组学数据的高质量和一致性，是研究成功的关键技术支撑。

5. Nature—低温小鼠组织匀浆法：作为新鲜冷冻活检在基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学中的应用替代方案

2025年，德国图宾根大学多个研究团队在Nature上面发表了题为“Cryogenic mouse tissue homogenization as an alternative to fresh-frozen biopsy use for genomics, transcriptomics, proteomics and metabolomics”的文章。提出新型样本前处理方法：低温粉碎-冻干法作为传统新鲜冷冻切片法的替代方案，用于多组学分析。

该方法将组织在低温下粉碎并冻干，形成均匀粉末，再分装用于基因组、转录组、蛋白质组和代谢组分析。发现与传统的新鲜冷冻切片法相比：多组学特征覆盖度相当、显著降低了生物学重复之间的变异，提高了组间重复性和数据可靠性、在肝脏等组织中更好地保存了能量代谢物（如ATP、ADP、AMP），能量电荷趋势更稳定。对于小鼠模型或临床小活检样本，低温小鼠组织匀浆法允许从同一均匀样本中分装进行多组学分析，避免因组织异质性导致的生物学误匹配。Covaris CryoPrep™ CP02作为实现组织低温粉碎的核心设备，为该方法提供了标准化、可重复的样本前处理基础，是研究成功的关键技术支撑。

近五年，CryoPREP™ CP02 参与的多组学或蛋白质组学研究有超过300篇文献，通过高效地将生物样本低温破碎成细粉。这一粉碎过程对于制备高质量样本至关重要，可确保 DNA 和 RNA 提取、蛋白 质分析和基因组测序等下游分析的完整性和可靠性。

参考文献

1. Gao et al., Integrated Proteogenomic Characterization of HBV-Related Hepatocellular Carcinoma.2019, Cell 179, 561–577

2. Liu et al., Proteogenomic characterization of small cell lung cancer identifies biological insights and subtypespecific therapeutic strategies. 2024, Cell 187, 184–203

3. Ji et al., Proteogenomic characterization of non-functional pancreatic neuroendocrine tumors unravels clinically relevant subgroups. 2025, Cancer Cell 43, 776–796

4. Jing et al., A proteogenomic analysis of cervical cancer reveals therapeutic and biological insights. 2024, Nature Communications 15:10114

5. Laimdota et al., Cryogenic mouse tissue homogenization as an alternative to fresh-frozen biopsy use for genomics, transcriptomics, proteomics and metabolomics. 2025, 15:20254

Covaris公司一直致力于研发基于声学、机械及分子生物学的高性能组织样本处理系统，旨在帮助研究者实现快速、稳定、高效样品的预处理。基因有限公司作为Covaris在中国的合作伙伴和全国代理商，为您提供DNA 片段化、ChIP实验、FFPE样本核酸提取、蛋白提取解决方案等。

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