空間多組學(xué)出現(xiàn)在世界經(jīng)濟論壇發(fā)布的年度最有潛力、對世界產(chǎn)生積極影響的十大技術(shù)中，絕非偶然。當我們在廣泛地對單細胞進行了系統(tǒng)分群后，更迫切需要知道細胞在組織、器官中的作用，這時空間水平的分析至關(guān)重要。這些研究會幫助人類發(fā)現(xiàn)新的藥物開發(fā)和疾病診療相關(guān)的靶點，新一代的分子病理產(chǎn)品等等。那么深度空間蛋白組+ GeoMx DSP這對CP能帶來哪些驚喜？

讓我們一起了解下【精準聚焦目標空間區(qū)域的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組一站式解決方案】吧！

空間組學(xué)研究日新月異，由于單一組學(xué)能獲得的信息具有片面性，不能滿足科研工作者們想要獲得組織中全面分子生物學(xué)信息的需求，空間多組學(xué)聯(lián)合研究開始發(fā)展起來。在這里，SBC提供了空間轉(zhuǎn)錄組+空間蛋白質(zhì)組一站式解決方案。

首先，利用GeoMx DSP空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)和深度空間蛋白組獲得空間轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組的表達譜，這兩種技術(shù)聯(lián)合使用有以下2個優(yōu)點：

1.兩種技術(shù)都需要在組織切片上選擇感興趣區(qū)域（ROI）進行實驗，因此可以從連續(xù)切片中選擇垂直方向上相同的ROI檢測轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組，保證了檢測區(qū)域的一致性；

2.GeoMx DSP設(shè)計的轉(zhuǎn)錄組檢測panel幾乎包含了所有的蛋白編碼基因，與深度空間蛋白組的非靶向蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)聯(lián)合分析，能夠無偏向性地獲得編碼基因轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組表達信息。

其次，在兩種組學(xué)數(shù)據(jù)的聯(lián)合分析過程中，得益于兩種組學(xué)數(shù)據(jù)的無偏向性，我們可以分析：

1.分析基因在mRNA和蛋白質(zhì)的表達相關(guān)性，并篩選相關(guān)性較高的基因作為關(guān)鍵靶點；

2.整合轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組的功能富集分析結(jié)果，確認表型形成過程中的關(guān)鍵信號通路；

3.兩種組學(xué)聯(lián)合可更全面地篩選診斷、分型、預(yù)后基因標志物；

4.分析轉(zhuǎn)錄因子——靶基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，鑒定重要調(diào)控因子。

最后，利用靶向驗證技術(shù)，如IHC、IF、mIF技術(shù)，在組織切片中對鑒定到的關(guān)鍵基因表達水平進行原位靶向驗證，使多組學(xué)研究結(jié)果更加完整。

詳細了解下SBC深度空間蛋白組吧

蛋白質(zhì)作為功能分子，在生命活動中起到非常關(guān)鍵的作用。解析蛋白質(zhì)在組織中的空間表達分布信息，更精準地比較不同組織微結(jié)構(gòu)中的蛋白表達差異和功能差異，為我們空間組學(xué)研究添磚加瓦。激光捕獲顯微切割（Laser capture microdissection，LCM）+高靈敏度4D質(zhì)譜技術(shù)（timsTOF Pro），是空間非靶向蛋白質(zhì)組分析的技術(shù)。該技術(shù)首先使用LCM技術(shù)將組織切片（冷凍切片、FFPE）中ROI進行切割捕獲，然后提取ROI中的蛋白質(zhì)，用4D液質(zhì)技術(shù)進行非靶向蛋白質(zhì)組分析，是空間非靶向蛋白質(zhì)組研究的不二利器，且無需抗體。

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深度空間蛋白組技術(shù)介紹

LCM技術(shù)

LCM是在不破壞組織結(jié)構(gòu)，保存要捕獲的細胞和其周圍組織形態(tài)完整的情況下，利用精確聚焦的UV激光，直接在冰凍或FFPE組織切片上進行切割，從而獲得目的區(qū)域組織樣品，用于后續(xù)實驗及分析的技術(shù)。該技術(shù)提供了溫和，無污染且高效的樣品收集方法，包括在分離期間和分離后的任何步驟進行全面的目視檢查。切割時可根據(jù)研究目的選擇任意的大小和靈活的形狀，是空間蛋白質(zhì)組研究精準捕獲感興趣組織區(qū)域的優(yōu)秀工具。

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

timsTOF Pro技術(shù)

雖然LCM技術(shù)可以幫助我們精準獲取目標組織區(qū)域樣品，但這種樣品中蛋白質(zhì)含量普遍較低，因此需要使用高靈敏度和分辨率的質(zhì)譜儀器進行蛋白質(zhì)組學(xué)檢測。

引入雙TIMS/PASEF (Parallel Accumulation - Serial Fragmentation平行累積串行碎裂)分離技術(shù)的timsTOF Pro平臺使得蛋白質(zhì)組學(xué)進入了4D蛋白質(zhì)組學(xué)新時代。離子淌度（mobility）大幅度提高了掃描速度和檢測靈敏度，以及蛋白鑒定的數(shù)量和覆蓋率。

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技術(shù)優(yōu)勢

LCM技術(shù)不會破壞組織結(jié)構(gòu)，保證切割后組織形態(tài)完整；

LCM技術(shù)切割時不會引入外源污染，對細胞溫和，避免降解；

LCM技術(shù)可靈活切割任意形狀和大小的目標區(qū)域，精準高效；

timsTOF Pro利用離子淌度在時間和空間進行聚焦，使靈敏度提高了20倍，對微量樣品（如LCM切割獲得的組織切片）適應(yīng)性好；

timsTOF Pro通過離子淌度維度的加入使峰容量增加了10倍，能鑒定到更多的蛋白；

timsTOF Pro在任何速度下均能保持高分辨率和穩(wěn)定的性能；

利用液質(zhì)技術(shù)進行空間蛋白質(zhì)組非靶向檢測，可無偏分析目標組織區(qū)域的蛋白質(zhì)組成。

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樣本類型

FFPE石蠟塊

FFPE切片（膜切片）

OCT包埋塊

OCT切片（膜切片）

通過LCM收集到管中的微量樣品

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深度空間蛋白組測試結(jié)果

SBC已開展的部分LCM檢測，結(jié)果展示如下：

由以上結(jié)果可以看出，在小于1mm2的切片組織區(qū)域中，依賴timsTOF Pro強大的微量蛋白檢測能力，能夠檢測到數(shù)千個蛋白質(zhì)。更小的區(qū)域我們也同樣具有相關(guān)經(jīng)驗。

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技術(shù)流程

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應(yīng)用方向

鑒定不同表型區(qū)域的差異蛋白及生物學(xué)功能，探索關(guān)鍵靶點和機制；

篩選疾病診斷及預(yù)后的空間蛋白質(zhì)標志物；

繪制組織器官的空間蛋白質(zhì)組圖譜；

與空間轉(zhuǎn)錄組聯(lián)合分析，從空間水平解析基因在mRNA和蛋白質(zhì)水平表達的相關(guān)性。

審核編輯：彭菁