简化微尺度FFPE蛋白质组学方案实现单细胞核级别高通量空间蛋白质组学分析

《Nature Communications》：High-throughput spatial proteomics from cellular to subcellular scales via a hanging droplet workflow

摘要

甲醛固定石蜡包埋（FFPE）样本是临床研究和空间蛋白质组学（SP）的核心，但由于蛋白质提取损失、脱交联过程中的蒸发以及低效的样本制备，液相色谱-质谱联用（LC-MS）仍面临挑战。当前方法通常涉及复杂的方案或专用设备，限制了可扩展性、通量和蛋白质组深度。我们提出了一种简化的微FFPE蛋白质组学方案，适用于激光捕获显微切割（LMD），能够在96孔板格式中进行高通量处理，仅需2小时即可完成从组织裂解到在Evotips上制备可直接用于LC-MS的胰蛋白酶肽片段的工作流程。通过整合全玻片成像、LMD和窄窗口数据非依赖采集质谱（nDIA-MS），我们的方法利用悬挂液滴概念在纳孔内优化了裂解、脱交联和消化过程。该设计最大限度地减少了表面吸附，提高了样本处理效率，与参考方法相比制备时间减少了约30%，并能够使用标准设备并行处理多达192个样本。这使得能够从50,000 μm2区域（约250个细胞）定量检测>5,500个蛋白组（PGs），并且在低至1000 μm2（约5个细胞）的区域仍能稳健运行，识别出约2,500个蛋白组。应用于乳腺癌（BC）组织时，可通过生物标志物（TP53、HER2、PR）解析BC亚型和微环境。即使从约60 μm2的单细胞核区域也能识别约1,800个蛋白组，实现了接近细胞器级分辨率的微尺度空间蛋白质组学分析。