基于精准聚焦目标空间区域的转录组和蛋白质组一站式解决方案

空间多组学出现在世界经济论坛发布的年度最有潜力、对世界产生积极影响的十大技术中，绝非偶然。当我们在广泛地对单细胞进行了系统分群后，更迫切需要知道细胞在组织、器官中的作用，这时空间水平的分析至关重要。这些研究会帮助人类发现新的药物开发和疾病诊疗相关的靶点，新一代的分子病理产品等等。那么深度空间蛋白组+ GeoMx DSP这对CP能带来哪些惊喜？

让我们一起了解下【精准聚焦目标空间区域的转录组和蛋白质组一站式解决方案】吧！

空间组学研究日新月异，由于单一组学能获得的信息具有片面性，不能满足科研工作者们想要获得组织中全面分子生物学信息的需求，空间多组学联合研究开始发展起来。在这里，SBC提供了空间转录组+空间蛋白质组一站式解决方案。

首先，利用GeoMx DSP空间转录组技术和深度空间蛋白组获得空间转录组和蛋白质组的表达谱，这两种技术联合使用有以下2个优点：

1.两种技术都需要在组织切片上选择感兴趣区域（ROI）进行实验，因此可以从连续切片中选择垂直方向上相同的ROI检测转录组和蛋白质组，保证了检测区域的一致性；

2.GeoMx DSP设计的转录组检测panel几乎包含了所有的蛋白编码基因，与深度空间蛋白组的非靶向蛋白质组数据联合分析，能够无偏向性地获得编码基因转录组和蛋白质组表达信息。

其次，在两种组学数据的联合分析过程中，得益于两种组学数据的无偏向性，我们可以分析：

1.分析基因在mRNA和蛋白质的表达相关性，并筛选相关性较高的基因作为关键靶点；

2.整合转录组和蛋白质组的功能富集分析结果，确认表型形成过程中的关键信号通路；

3.两种组学联合可更全面地筛选诊断、分型、预后基因标志物；

4.分析转录因子——靶基因调控网络，鉴定重要调控因子。

最后，利用靶向验证技术，如IHC、IF、mIF技术，在组织切片中对鉴定到的关键基因表达水平进行原位靶向验证，使多组学研究结果更加完整。

详细了解下SBC深度空间蛋白组吧

蛋白质作为功能分子，在生命活动中起到非常关键的作用。解析蛋白质在组织中的空间表达分布信息，更精准地比较不同组织微结构中的蛋白表达差异和功能差异，为我们空间组学研究添砖加瓦。激光捕获显微切割（Laser capture microdissection，LCM）+高灵敏度4D质谱技术（timsTOF Pro），是空间非靶向蛋白质组分析的技术。该技术首先使用LCM技术将组织切片（冷冻切片、FFPE）中ROI进行切割捕获，然后提取ROI中的蛋白质，用4D液质技术进行非靶向蛋白质组分析，是空间非靶向蛋白质组研究的不二利器，且无需抗体。

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深度空间蛋白组技术介绍

LCM技术

LCM是在不破坏组织结构，保存要捕获的细胞和其周围组织形态完整的情况下，利用精确聚焦的UV激光，直接在冰冻或FFPE组织切片上进行切割，从而获得目的区域组织样品，用于后续实验及分析的技术。该技术提供了温和，无污染且高效的样品收集方法，包括在分离期间和分离后的任何步骤进行全面的目视检查。切割时可根据研究目的选择任意的大小和灵活的形状，是空间蛋白质组研究精准捕获感兴趣组织区域的优秀工具。

工作原理（J Genet Genomics. 2023 Aug 4;S1673-8527(23)00163-7）

timsTOF Pro技术

虽然LCM技术可以帮助我们精准获取目标组织区域样品，但这种样品中蛋白质含量普遍较低，因此需要使用高灵敏度和分辨率的质谱仪器进行蛋白质组学检测。

引入双TIMS/PASEF (Parallel Accumulation - Serial Fragmentation平行累积串行碎裂)分离技术的timsTOF Pro平台使得蛋白质组学进入了4D蛋白质组学新时代。离子淌度（mobility）大幅度提高了扫描速度和检测灵敏度，以及蛋白鉴定的数量和覆盖率。

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技术优势

LCM技术不会破坏组织结构，保证切割后组织形态完整；

LCM技术切割时不会引入外源污染，对细胞温和，避免降解；

LCM技术可灵活切割任意形状和大小的目标区域，精准高效；

timsTOF Pro利用离子淌度在时间和空间进行聚焦，使灵敏度提高了20倍，对微量样品（如LCM切割获得的组织切片）适应性好；

timsTOF Pro通过离子淌度维度的加入使峰容量增加了10倍，能鉴定到更多的蛋白；

timsTOF Pro在任何速度下均能保持高分辨率和稳定的性能；

利用液质技术进行空间蛋白质组非靶向检测，可无偏分析目标组织区域的蛋白质组成。

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样本类型

FFPE石蜡块

FFPE切片（膜切片）

OCT包埋块

OCT切片（膜切片）

通过LCM收集到管中的微量样品

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深度空间蛋白组测试结果

SBC已开展的部分LCM检测，结果展示如下：

由以上结果可以看出，在小于1mm2的切片组织区域中，依赖timsTOF Pro强大的微量蛋白检测能力，能够检测到数千个蛋白质。更小的区域我们也同样具有相关经验。

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技术流程

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应用方向

鉴定不同表型区域的差异蛋白及生物学功能，探索关键靶点和机制；

筛选疾病诊断及预后的空间蛋白质标志物；

绘制组织器官的空间蛋白质组图谱；

与空间转录组联合分析，从空间水平解析基因在mRNA和蛋白质水平表达的相关性。

审核编辑：彭菁