空间蛋白组

一、核心价值：为什么需要空间蛋白组？

传统 Bulk 蛋白组：组织匀浆后测整体，无空间信息，掩盖区域异质性（如肿瘤边缘 vs 中心）。

单细胞蛋白组：拿到单细胞数据，但解离破坏原位结构，丢失细胞间空间关系与微环境信号。

空间蛋白组：在完整组织切片上，同时获得：蛋白身份 + 表达量 + 空间坐标 + 细胞定位，直接解析原位微环境与细胞互作。

二、主流技术（分两大阵营）

1）抗体 - 成像型（原位、高分辨率、中通量）

CODEX/PhenoCycler：寡核苷酸标记抗体→多轮染色 - 成像 - 漂白→单张切片测40–100 种蛋白，亚细胞分辨率，适合免疫微环境、肿瘤异质性。

 

IMC（成像质谱流式）：金属标签抗体→激光消融→质谱检测，~40 种蛋白，单细胞分辨率，适合 FFPE 组织、免疫细胞亚群。

MC成像质谱

DSP（NanoString）：光切割标签 + 数字计数，100–1200 种蛋白 / RNA，可圈选任意 ROI（如肿瘤巢、基质），适合临床样本、生物标志物筛选。

 

2）质谱 - 区域型（无偏、高通量、低分辨率）

LCM+LC-MS/MS：激光捕获显微切割（LCM）切取目标区域（5–10 μm）→蛋白提取→质谱鉴定，数千种蛋白，无偏筛选，适合 FFPE / 冷冻组织、差异蛋白发现。

 

MALDI-IMS（质谱成像）：组织切片直接质谱扫描，100–1000 种蛋白 / 肽段，空间分辨率 50–200 μm，无需抗体，适合整体组织分布、肿瘤边界标志物。

 

 

三、实验流程（以 LCM+MS 为例）

1.      样本制备：FFPE / 冷冻组织→5–10 μm 切片→HE / 免疫荧光染色→定位目标区域（ROI）。

2.      激光捕获（LCM）：显微镜下精准切割 ROI（如肿瘤、免疫灶）→收集到微量管。

3.      蛋白提取与酶解：裂解→胰酶消化→肽段混合物。

4.      LC-MS/MS：液相分离→质谱检测→蛋白鉴定与定量。

5.      空间映射：将蛋白表达量回贴到原始组织图像，生成空间蛋白图谱。

四、应用场景

肿瘤微环境：解析肿瘤中心 / 边缘 / 基质的蛋白差异，发现耐药亚群、免疫逃逸机制、新治疗靶点。

神经科学：阿尔茨海默病斑块、帕金森病路易小体的原位蛋白网络，揭示神经炎症与退行机制。

发育生物学：胚胎 / 器官发育的空间蛋白图谱，追踪分化轨迹与关键调控蛋白。

临床转化：FFPE 样本中筛选预后 / 疗效标志物，指导精准分型与免疫治疗。

空间多组学整合：空间蛋白组 + 空间转录组 + 单细胞，多维解析基因 - 蛋白 - 功能的空间调控网络。