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單細胞蛋白質組學是解碼細胞異質性和動態(tài)調節(jié)的強大工具，對深入理解生命過程、揭示疾病機理、促進精準醫(yī)療具有重要意義，因此是蛋白質組學研究不可或缺的重要組成部分。特別是在解析細胞異質性、發(fā)現(xiàn)罕見細胞亞群、重建空間分布信息、追蹤分化和發(fā)育的動態(tài)變化過程以及為個體化和精準醫(yī)療提供理論基礎中都發(fā)揮重要作用。
單細胞蛋白質組學研究雖然前景廣闊，但也面臨著諸多挑戰(zhàn)和難點
單個細胞中蛋白質的量極其有限，常規(guī)質譜檢測需要較多樣品量，如何從單細胞水平獲取足夠的蛋白質信號是一大技術瓶頸。
在單細胞分選、裂解、蛋白質提取等前處理過程中，細胞和蛋白質容易發(fā)生損失或受到外源性污染，影響檢測質量。
數(shù)據(jù)質量標準化、可重復性及分析難度大
不同實驗室、技術平臺所獲數(shù)據(jù)差異較大，如何建立數(shù)據(jù)質量標準和批次校正方法以實現(xiàn)結果的可比較性是一大挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)規(guī)模大加之蛋白質組高復雜度，對計算資源和生物信息學分析能力提出了極高要求。
如不完全酶解、親和性偏差、動態(tài)范圍窄等常見質譜檢測問題，在單細胞水平上會被進一步放大。
總之，單細胞蛋白質組學需要持續(xù)的技術革新和標準化，才能充分發(fā)揮其解析細胞異質性和揭示生命本質的強大潛力。
“nature communications”雜志于2024年3月20日發(fā)布了《One-Tip enables comprehensive proteome coverage in minimal cells and single zygotes》，文章介紹了一種高效的樣品制備與精確的窄窗口數(shù)據(jù)獨立采集(nDIA)分析無縫集成。One-Tip這種方法大大簡化了樣品處理，能夠從約1000個HeLa細胞中重復鑒定>9000種蛋白質，每個HeLa細胞鑒定出3000多種蛋白質。這種新方法擴展了蛋白質組學的能力，在一系列樣本類型中提供了更大的深度和吞吐量。
同時，該方法簡化了批量蛋白質組學和單細胞蛋白質組學的樣品制備過程，旨在簡化樣品制備過程，同時保持蛋白質組學分析的深度和準確性。One Tip在半小時的LC-MS/MS 運行中顯示出令人印象深刻的單次注射分析蛋白質組深度，從大約20個細胞中鑒定了5000多個蛋白質組和46000多個修飾肽。這一性能超過了目前使用CellenONE精確分離20個細胞所實現(xiàn)的蛋白質組覆蓋率，這可能與96孔板中的樣品損失和轉移到LC-MS系統(tǒng)有關。
OneTip也證明了高再現(xiàn)性和定量精度，具有5-8%的顯著變異系數(shù)，在含有100多個細胞的樣品中，基于maxLFQ12的蛋白質定量的Pearson相關性超過0.99。盡管工作流程簡單快捷，但當與我們在Orbitrap Astral質譜儀上的窄窗口DIA方法相結合時，具有1000個細胞的OneTip的分析性能可與使用更復雜的方法一一蛋白質聚集捕獲(PAC)制備的大塊蛋白質組學樣品相媲美。
去年已有文章證明Uno Single Cell Dispenser™ 可用于單細胞蛋白質組學分析，由于儀器的特殊設計允許安裝一盒Evotips，作者實現(xiàn)了將Uno與One Tip工作流程整合進行了單細胞蛋白質組學分析和并經過了多次測試。Uno單細胞分液儀和One Tip是一種經濟實惠的方式，可以替代當前使用一些昂貴的工作流。
作者的結果表明，在蛋白質組學領域，One Tip工作流程實現(xiàn)的分析深度優(yōu)于標準工作流程。它的簡單性、用戶友好性和可擴展性使其非常適合各種實驗設置，從單細胞分析到批量蛋白質組學。這種方法有效地消除了在樣品制備階段對復雜方法、特定設備和專業(yè)蛋白質組學專業(yè)知識的需求。因此，One Tip工作流程大大彌合了蛋白質組學和生物學之間的差距，簡化了LC-MS分析，使其更易于訪問，并與更廣泛的生物學應用兼容。該工作流程適用于cellenONE和Uno等平臺，增強了其多功能性。
此外，One Tip能夠分析多種樣本類型，包括流式分選的細胞、人類植入前胚胎、稀有細胞群和組織切片。這與較小的細胞類型特別相關，如T細胞，在T細胞中，由于其與蛋白質含量相關（每個細胞約25pg），預計會鑒定出較低數(shù)量的蛋白質。對于這種細胞，單細胞分析可能提供有限的生物學見解，而“One Tip”工作流程提供了一種有效的替代方案。這種適應性使One Tip成為現(xiàn)代蛋白質組學武器庫中的一個有價值的工具，實現(xiàn)了更具包容性的樣本分析方法，并促進了對各種生物系統(tǒng)的更深入理解。
（文章來源：mp.weixin.qq.com/s/JGI1pw2RIoQqSA8sgyJJRw）
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