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蛋白質組學領域大咖、德國馬普所 Matthias Mann 發表的綜述性文章[1]中提到：生物學和病理學總是在空間環境中發生。組學技術現在正通過一個大型、多樣且快速增長的工具箱來解決空間維度問題。組織中細胞的空間、高分辨率和分子分析將是未來幾年生物學的主要前沿之一。同時指出基于質譜的無偏空間蛋白質組學技術的發展與潛在應用。 細胞異質性（heterogeneity）是一個普遍存在的生物學現象，即使看起來相同的細胞，也可能存在顯著異質性。同時細胞間對應的空間背景信息，對于充分了解細胞功能、細胞間相互作用以及細胞異質性的研究也是至關重要的。常規的研究從整個組織或數百萬細胞入手，得到的是一群細胞中信號的平均值，且缺少細胞的空間信息，難以滿足對生命功能深入探究的需要。通過測量空間維度蛋白質組數據，將能更準確地反映特定的細胞功能和狀態。 基于質譜的空間蛋白質組學已經應用在了腫瘤、大腦、肝臟、皮膚等多個研究領域。華大基因質譜平臺在此方向深耕多年，近幾年相繼推出了微量/單細胞蛋白定量、FFPE/LCM 蛋白定量產品。去年發表胃印戒細胞癌空間蛋白組學研究成果[2]；今年又發表了結直腸癌空間蛋白組文章[3]；目前還在進行腦組織空間蛋白組研究。 空間蛋白組學是結直腸癌發展時序變化研究的「重要推手」[3]
圖 1 結直腸癌空間蛋白組檢測流程 研究背景 結直腸癌是全球發病率和致死率排名第三的常見癌癥。結直腸腫瘤組織（Bulk）由腫瘤細胞（Epithelium）和其周圍的間質（Stroma）構成，間質細胞群（Stroma）即腫瘤微環境為腫瘤發生提供了必要的外在環境。在結直腸癌的分子分型中，間質細胞高度浸潤的亞型存在較差的預后。結直腸癌的發生經歷了正常上皮細胞-腺瘤-腺癌（N-A-C）的發展過程，并伴隨一系列基因突變。在 N-A-C 的時序模型中，其對應的腫瘤微環境也在變化，影響著腫瘤的發生。但相關機制研究較少。本研究利用 LCM 技術和 DIA 定量蛋白質組學方法研究結直腸癌間質的蛋白質表達譜，探究間質在結直腸癌發展時序變化中的蛋白質組表達譜特征。 研究方案 收集癌旁、腺瘤和腺癌三種類型組織樣品，采用 LCM 技術對 Epithelium 和 Stroma 進行切分收集，同時收集 Bulk 樣品，采用 DIA 蛋白定量技術對三種樣品類型進行檢測。最后結合之前結直腸癌研究與序貫模型對 Stroma 進行分析。
圖 2 結直腸癌空間蛋白組部分結果 主要結論 1. 采用 LCM&DIA 的空間蛋白質組技術，可以很好地對 Stroma 和 Epithelium 樣本進行分離研究，其區域的分子特征符合區域的功能特征。 2. 通過對 Stroma 樣本不同時期蛋白質組分析，發現與結直腸癌細胞的逐漸改變不同，微環境的改變主要發生在癌旁-腺瘤時期，而在腺瘤-腺癌中基本不發生改變。 3. 腺瘤/腺癌微環境的主要特征是高度的免疫 T 細胞浸潤，免疫相關功能的顯著激活。 腦組織空間蛋白組研究同步進行中
圖 3 小鼠腦組織空間蛋白組檢測流程 部分研究結果 對 FFPE 小鼠腦組織連續切割 24 個 0.1 mm2 的 LCM 區域，蛋白質覆蓋度~3,500，同時考察了四張連續切片的四個重復之間的相關性，高達 0.99。此外還對 0.05 mm2、0.01 mm2 的區域也進行了檢測，蛋白鑒定數分別～3,000 和～1,600。 華大基因有著多年較為豐富的研究經驗，可以提供從組織切片、到 LCM 切割、質譜上機、信息分析的全流程服務，由專業博士團隊全程指導，采用 timsTOF Pro 高性能質譜儀進行檢測，在鑒定深度、定量穩定性和準確性方面均表現優異。為滿足廣大科研工作者需求，現特推出空間蛋白組學產品：
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