子科生物報道：

一小塊組織樣本就像一個機構(gòu)，里面有很多相似的成員但每個成員扮演的職責(zé)不盡相同。單細胞分析重要性顯而易見。多謝技術(shù)的進步，單細胞測序技術(shù)已經(jīng)有多種解決方案可選，單細胞蛋白質(zhì)組學(xué)仍面臨眾多挑戰(zhàn)。

構(gòu)成我們細胞的蛋白質(zhì)包含著一個完整的信息世界，這些信息一旦被解鎖，就能讓我們洞悉許多基本生物現(xiàn)象的起源。單細胞蛋白質(zhì)組學(xué)分析技術(shù)能夠真正觀察單個細胞在其蛋白質(zhì)水平上的特征。然而，目前的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)存在蛋白質(zhì)樣品回收率低、通量低、通用性不強等問題。

一組來自日本和美國的研究人員在2022年7月11日在線發(fā)布的一項最新研究中，該團隊介紹了一種簡單而高效的單細胞蛋白質(zhì)組學(xué)樣品制備方法，稱為“油中水滴法”(WinO)。該技術(shù)利用了水與油/有機溶劑的不混溶性，以最小的損失和增加樣品回收率的機會制備蛋白質(zhì)樣品。該研究發(fā)表在2022年7月26日分析化學(xué)第94卷第29期。

“為了提高單細胞蛋白質(zhì)組學(xué)的效率，我們要么需要放大蛋白質(zhì)樣本，要么需要確保在樣品制備過程中沒有任何蛋白質(zhì)丟失。由于我們沒有辦法進行前者，所以在樣品制備步驟(如樣品轉(zhuǎn)移)中減少吸收損失是至關(guān)重要的，”Masuda博士解釋說?！芭c傳統(tǒng)方法相比，WinO技術(shù)不僅減少了通過吸附的樣品損失，而且提供了更好的運行通量?！?/p>

在WinO工藝中，研究小組首先將一微升的水與相轉(zhuǎn)移表面活性劑(可增加疏水蛋白的溶解度)和疏水羧基涂層納米磁珠混合，制備出一種萃取緩沖液。然后將這種混合物倒入50微升的乙酸乙酯中。

下一步是蛋白質(zhì)提取，將細胞分選得到的細胞液滴加入到乙酸乙酯-水滴組合中，在離心機中旋轉(zhuǎn)，使蛋白質(zhì)在水滴中積累。提取后，樣品用蛋白質(zhì)酶lysc消化，并用串聯(lián)質(zhì)量標(biāo)記試劑標(biāo)記。提取并消化標(biāo)記樣品，然后純化并回收用于單細胞分析和蛋白質(zhì)組學(xué)分析。

為了比較WinO方法與傳統(tǒng)方法的效果，研究小組還使用標(biāo)準溶液消解(ISD)方法制備樣品，并進行蛋白質(zhì)組學(xué)分析。他們發(fā)現(xiàn)，與ISD相比，WinO方法使蛋白質(zhì)和肽的恢復(fù)增加了10倍。這一顯著的改進歸因于減少了萃取液和樣品容器之間的接觸面積。

為了分析兩種方法的敏感性，研究小組還比較了獲得的蛋白質(zhì)組譜。他們觀察到，使用WinO獲得的100個細胞和使用ISD獲得的10,000個細胞的蛋白質(zhì)組學(xué)圖譜之間存在高度相關(guān)性。此外，該團隊成功地使用WinO對462種蛋白質(zhì)進行了定量，證明它比傳統(tǒng)技術(shù)提供了更高的通量和提取效率。

WinO提供的增強的蛋白質(zhì)恢復(fù)和鑒定能力，可以使我們更近距離地觀察癌細胞的蛋白質(zhì)表達，并更好地理解抗癌藥物耐藥的機制。此外，WinO可以使用液體處理機器人實現(xiàn)半自動化，使其適合于高速、大容量的樣品處理。增田博士總結(jié)道:“我們的研究可以讓科學(xué)家對稀少和有限的樣本進行蛋白質(zhì)組學(xué)研究，并為蛋白質(zhì)表達提供一個新的視角，為發(fā)現(xiàn)新的生物現(xiàn)象打開可能性?！?/p>