突破固定细胞与组织样本保存难题实现蛋白质组完整性保留的单细胞蛋白质组学分析

【字体: 时间:2025年06月30日 来源:Journal of Proteome Research 3.8

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  为解决单细胞蛋白质组学(SCP)样本保存难题,研究人员系统评估了多种细胞固定方法,首次在in vivo小鼠模型中实现组织样本的SCP分析。通过优化上游处理流程,该研究显著提升了固定样本的蛋白质组完整性,使SCP技术可广泛应用于稀有细胞群体和异质性组织研究,为临床样本的大规模单细胞分析提供了可行性方案。

  

在生命科学研究领域,单细胞分辨率下的分子图谱解析正深刻改变着人们对组织异质性的认知。单细胞蛋白质组学(Single-Cell Proteomics, SCP)作为新兴技术,已实现数百个细胞中数千种蛋白质的无偏定量,但其广泛应用仍受限于专业设备需求和样本保存难题。尤其对于临床样本和动物实验组织,如何在运输过程中保持蛋白质组完整性成为制约SCP技术推广的关键瓶颈。

为攻克这一难题,研究人员开展了一项创新性研究。通过系统评估单层培养细胞的多种保存方法,首次将优化方案成功应用于in vivo小鼠模型的组织样本。研究采用质谱流式细胞技术(Mass Cytometry)结合高灵敏度液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析平台,对固定处理后的细胞和组织样本进行蛋白质组深度覆盖。实验设计包含三个关键环节:首先通过比较不同固定剂对培养细胞蛋白质组的保存效果建立基准;随后将优选方案应用于动物组织;最后通过生物信息学分析验证蛋白质组数据的完整性。

在"细胞保存方法评估"部分,研究团队测试了甲醛、甲醇等多种固定剂对单层培养细胞的影响。质谱数据显示,优化后的固定方案可保留超过80%的蛋白质组信息,显著优于常规方法。"组织样本应用验证"环节首次证实,从小鼠模型中获取的固定组织经特殊处理后,其单细胞悬液仍适用于SCP分析。通过t-SNE降维分析发现,固定样本的蛋白质表达谱与新鲜样本高度一致,关键信号通路如mTOR和Wnt/β-catenin的激活状态均得到准确保留。

研究结论部分明确指出,这种突破性的样本处理方法解决了SCP技术推广中的核心障碍。通过建立标准化的上游处理流程,使得临床活检样本和动物实验组织的远程运输与分析成为可能。特别值得注意的是,该方法对稀有细胞群体(如循环肿瘤细胞CTCs)和高度异质性组织(如肿瘤微环境)的分析具有独特优势。讨论部分强调,该技术的普及将加速精准医学发展,为疾病生物标志物发现和药物靶点筛选提供全新研究维度。论文成果发表于《Journal of Proteome Research》,为单细胞多组学研究的样本标准化处理提供了重要参考。

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