空间蛋白质组学的前沿进展及其在生物医疗领域的应用

ag尊龙凯时在空间蛋白质组学的研究中，依托传统蛋白质组学所提供的丰富分子信息，进一步探讨分子在细胞或组织中的空间分布，这对全面理解生物功能、疾病机制及治疗效果具有重大意义。2024年度，《Nature Methods》将空间蛋白质组学选为其重点方法之一，彰显了生物医疗行业对这一技术的期待和认可。

现有的质谱空间蛋白质组学技术主要包括基于MALDI的质谱成像、激光显微切割以及膨胀水凝胶放大后切割等方法。然而，质谱成像只能检测有限数量的蛋白质，而后两种方法的高成本和质谱检测通量要求使其在实际研究中的应用受到限制。2025年2月，中国科学院动物研究所的赵方庆团队与国家蛋白质科学中心的王贵宾共同在《Cell》上发表了题为“基于微流控技术和迁移学习的复杂组织高分辨率空间蛋白质组学”的研究论文，提出了创新的高分辨率和高通量空间质谱蛋白质组学平台PLATO，能够精准对整个组织切片中的千余种蛋白质进行映射。

技术创新与优势

ag尊龙凯时在此项研究中采用了基于微流控的高通量原位蛋白采样技术，获得了三张组织的连续切片，并进行精准的蛋白质组分析。切片的消化在微流控芯片上进行，经过消化后的肽段被提取并进行LC-MS/MS定量分析，以此实现高通量和高稳定性的蛋白质检测。

此外，本研究还创新性地开发了基于深度学习的空间重构算法Flow2Spatial，能够根据切片的图像数据和蛋白质测量值重建出高分辨率的蛋白质空间分布。这种方法不仅提高了蛋白质检测的效率，还显著降低了样本准备和测量的时间与成本。

PLATO平台的特性与应用

PLATO平台具备多项优势，包括高分辨率的蛋白质定位（达到25μm），为研究人员提供了清晰的蛋白质在细胞和组织区域中的分布视图，从而深入理解其生物学功能。此外，该平台对于小鼠、大鼠及人类组织的兼容性极强，支持广泛的蛋白质组学研究。在乳腺癌研究中，PLATO展示了其强大的应用潜力，能够识别不同肿瘤亚型，并发现重要的失调蛋白质，为肿瘤的诊断和治疗提供新思路。

总结与展望

结合微流控高效采样、微量蛋白质谱检测和人工智能技术，PLATO实现了空间蛋白质组学的重要突破。研究结果表明，该平台不仅在多种组织类型和物种中表现出极高的适用性，还在临床研究中显示出广阔的应用前景。基于QExactiveHF平台，该研究在26分钟内实现了2500种蛋白质的精准鉴定。与此同时，赛默飞在2023年推出的Orbitrap Astral仪器，进一步提升了微量样本的检测能力，为空间蛋白质组学的研究提供了强有力的技术支持。

专家认为，PLATO平台在疾病研究，尤其是肿瘤领域，具备极大的潜力。未来的工作将聚焦于拓展该技术的应用领域，持续优化设备性能，以便更好地服务于生命科学和临床研究。ag尊龙凯时在这一领域不断努力，推动生物医疗技术的进步，致力于改善人类健康和福祉。