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細胞是構成生物體的基本單位，通過組織或細胞集合研究結果往往是這一細胞集體的平均水平，而單一細胞間表達的信息往往千差萬別。比如說腫瘤細胞的突變狀態、表觀遺傳狀況以及相關蛋白的表達水平等可能只有一小部分甚至是少數蛋白的異常表達。因此單細胞的研究能夠使人類對細胞與生命的本質有認識，也為疾病的診斷、分型、治療以及預后提供了更強有力的工具。
研究意義
1、單細胞蛋白譜的構建為細胞間通路及其相互作用提供了理論基礎；
2、遺傳及外部環境等因素使單個細胞異質性廣泛存在于眾多生物體中。傳統的生物學實驗獲得的結果是大量細胞的平均測量值，因此在單細胞層面開展研究對于理解細胞的生長發育以及疾病的診斷與治療有重要意義。
應用場景
1、分析珍貴不易得、有限樣本材料（活檢組織切片，細針穿刺，外泌體）
2、鑒定并分析特定細胞（干細胞、生殖細胞、神經細胞、微生物）
3、決定腫瘤轉移的器官特異性（癌癥組織、免疫細胞）
技術特點及優勢
1、實現高通量檢測，對痕量樣本進行多方面分析
2、擁有行業較高水平分辨率的質譜儀，保障檢測結果
3、鑒定和表征罕見、珍貴細胞類型
4、專業的生信團隊，負責的售后技術，多方面的服務
5、已有成功商業項目經驗
案例分析
TMT標記單細胞定量蛋白組學：整個實驗在離心管中完成，Carrier的存在可以降低單細胞樣本的損失， 且肽段序列鑒定提供足夠的離子，單個細胞鑒定757個蛋白。
用FM1-43 high/low 標記不同的細胞 FM1-43High cell :1 cell 鑒定出大約200個獨特的多肽； 20 cells鑒定出獨特多肽的總數增加到約2500個； FM1-43Low cell : 20 cells 僅鑒定出約1200個肽。 已鑒定的蛋白質或蛋白組的數量從FM1-43high 的1 cell 的約60個增加到20 cells 的近600個。
送樣標準
研究結果
人體皮膚分層的空間蛋白質組結構
圖1. 正常皮膚不同蛋白質特征的空間定量蛋白質組圖譜分析
人體皮膚分層的空間功能特征
圖2. 分層人體皮膚的空間功能特征
二期梅毒患者的表皮功能障礙
梅毒是一種由Treponema pallidum引起的疾病。初期特征為皮膚損傷，最終會損害大腦、神經、眼睛或心臟。為了確定T. pallidum對二期梅毒（SSP）患者中不同表皮區域功能的影響，對GS(SSP-GS)、BL(SSP-BL)和SD(SSP-SD)組的皮膚組織進行了蛋白質組學分析（圖3b）。在SSP和對照樣本中，GS、BL和SD分別鑒定出4258、4268和4120個蛋白。對BL中差異表達的蛋白進行了HCA和GO分析（圖3C）。與對照組相比，SSP組中性粒細胞聚集、先天免疫反應、趨化因子產生、白細胞遷移和自噬等免疫相關過程上調，提示SSP皮膚組織中的EpSCs存在對免疫細胞的炎癥反應。與對照組相比，SSP組與細胞周期和形態發生過程、ECM組織、細胞-細胞黏附和半橋粒組裝相關的蛋白表達下調（圖3C），表明BL發生了表皮細胞功能障礙。此外，SSP中典型的Wnt信號通路下調，這表明皮膚中表皮細胞的功能障礙可能是由Wnt信號通路介導的，該信號通路參與了皮膚動態平衡和創面愈合過程中EpSC的發育。
圖3. 基于空間蛋白質組圖譜的二期梅毒患者表皮功能障礙
BM的TGFBI促進EpSC的增殖
圖4. TGFBI通過Wnt/β-catenin途徑促進EpSCs增殖
為了確定TGFBI能否恢復SSP-EpSCs的功能，作者分離SSP-EpSCs并培養10天（圖5a）。與對照組相比，SSP-EpSCs的干性、增殖和細胞-細胞連接受損程度降低（圖5b，c）。TGFBI可以挽救SSP-EpSCs的分化過程并促進其增殖，使EpSCs中KRT14和PCNA的表達水平恢復正常（圖5b，c）。與對照組相比，SSP組細胞凋亡、免疫應答和微生物侵襲等生物學過程上調。然而，在TGFBI治療后，這些過程恢復到正常水平（圖5e）。此外，SSP組下調蛋白參與的生物學過程主要包括線粒體組織和翻譯、蛋白質定位和翻譯后修飾、DNA損傷修復和細胞周期。許多與細胞周期、表皮發育和神經系統發育相關的蛋白質在SSP組中表達下調，但在TGFBI治療后表達水平恢復（圖5f）。綜上所述，TGFBI可增強SSP-EpSC的增殖、上皮化和表皮發育等功能，有望成為治療皮膚損傷的潛在靶點。
圖5. TGFBI促進SSP-EpSCs的功能
蛋白質的空間表達對于確定蛋白質在組織中的準確定位和功能至關重要。該研究采用空間蛋白質組學技術構建了分層皮膚蛋白質組圖譜。數據分析表明，ECM在基質微環境中對表皮細胞的生長起著重要的調節作用。BM ECM是EpSC生態位的重要組成部分，對EpSCs的功能起著重要的調節作用。在BM中，TGFBI是一種ECM糖蛋白，可促進EpSCs 的增殖并促進創面愈合。值得注意的是，TGFBI顯示出對于難治療性傷口患者的治療潛力，并可能有益于臨床實踐。
空間分辨蛋白質組學圖譜揭示細胞外基質調控表皮生長
期刊名稱：Nature Communications
影響因子：17.694
樣本選擇：皮膚組織
技術策略：空間蛋白質組學
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