【景杰生物·微流控单细胞蛋白质组学】革新突破！附八大领域解决方案

单细胞蛋白质组学（Single-Cell Proteomics）分析具有革命性的意义，使得蛋白质组学分析进入极其精细的新时代。在组织、器官或个体中，细胞之间具有非常大的异质性。而普通蛋白质组学获得的是大量细胞均质化后的结果，丢失了细胞间复杂性、多样性以及功能的不同特点。随着单细胞蛋白质组学技术的发展，人们得以从单个细胞的维度探究生物学机制以及表型更直接相关的特征。 受制于单细胞分选、精细样本前处理、超灵敏度高分辨生物质谱分析以及数据重复性等因素，单细胞蛋白质组学分析具有极高的难度。作为领域内的领军企业，景杰生物率先于2021年6月推出真正意义上的【真·单细胞蛋白质组学】分析服务。本次，景杰生物携手奥素科技（ACXEL）发布基于微流控的单细胞蛋白质组学服务，实现高通量细胞分选和高通量无损样品前处理，完成了单细胞蛋白质组学技术的又一革新突破，助力更高精度生物学及转化医学的研究。

技术突破 基于微流控的集成化自动化前处理体系 在总蛋白量极低的情况下，最大限度地减少蛋白质损失是单细胞蛋白质组学样品制备的关键。常规的 “鸟枪法”（Shotgun）制备步骤繁琐，在整个制备过程中，蛋白质和多肽暴露于各种表面，产生非特异吸附并导致不同程度的损失。基于景杰生物和奥素科技（ACXEL）共同研发的BOXmini微流控系统，将单细胞分选和前处理的所有过程（细胞裂解、蛋白酶解等）集成在芯片中自动化完成，有利于确保数据的批次高一致性和稳定性，大大节省人力成本，提高通量。基于微流控芯片中油包水的液滴结构，可有效防止溶液蒸发和转移损失，确保单细胞蛋白前处理的高得率。产品线升级后真正实现无损制备！

 

 

图1 基于微流控的前处理体系

基于微流控的单细胞蛋白质组学产品优势

01 超高通量

每张芯片可同时进行100个细胞的分选和样品前处理操作，最高通量可达500细胞/机器/天，确保数据高稳定性。 02 全自动化

集成化芯片，所有前处理过程均在芯片上按照预设程序自动完成，确保批次高一致性。 03无损处

油包水液滴结构，防止蒸发和转移损失，确保单细胞蛋白高得率。

内测数据展示我们对A549和HeLa细胞系同时进行单细胞蛋白质组学分析，之后进行数据分析，通过UMAP方法可以很好地区分两种细胞类型。

 

 

 

图2 内测结果揭示高一致性（A：A549细胞；H：HeLa细胞）

 

我们总共检测了64颗细胞，采用4D-DIA技术，所有细胞的蛋白质检测深度均超过1000，最高可达1740。比对已发表文献的数据，符合单细胞蛋白质组学高分文章发表需求。

 

 

图3 高深度单细胞蛋白质组学鉴定

单细胞蛋白质组学研究思路

 

单细胞层面水平的蛋白质组学分析为生物系统中细胞异质性研究、精细蛋白分子图谱构建、空间蛋白质网络分析等提供了最本质的精准信息，在肿瘤异质性、细胞分化、细胞周期、生殖发育、神经发育、免疫调节等重要领域有着不可或缺的应用价值。基于单细胞蛋白质组学的生物学研究具有两大研究思路：构建精细化的单细胞蛋白质组谱图和单细胞级别的生物学机制研究。研究者可以将特定的器官或组织样本解离，分选成单个细胞后，进行蛋白质组学分析，基于不同类型细胞的分群结果和分化轨迹探究未知的器官发育机制或者病变机理。研究者也可以将感兴趣的细胞分选出来进行单细胞蛋白质组学分析，从已知类型的细胞发现生物学规律。 提供八大应用领域解决方案！

 

01 构建精细化的器官蛋白质组谱图

器官是由多种类型的细胞组成的，在单细胞水平上研究每种类型细胞的蛋白质组可以更深层次阐明器官功能调控机制以及器官衰退性疾病的发病机理和过程。

02 肿瘤异质性和抗药性

研究肿瘤组织内部的细胞通过自发的突变，持续选择更具攻击性的后代细胞克隆，从而在整体的肿瘤组织中产生高度的异质性。在化疗药物和靶向药物的压力下，自发突变会使一部分肿瘤细胞获得抗药性。因此，在单细胞水平进行肿瘤细胞的蛋白质组分析，可以更准确建立基因突变和蛋白质表达的关系，进而推断不同的抗药机理，为后续药物配伍以及开发新型抗癌药物提供理论支持。

03 循环肿瘤细胞（CTC）分析

针对循环肿瘤细胞（CTC）的液态活检是精准医疗在癌症领域最重要的突破口之一。单细胞蛋白质组学分析CTC提供了非常关键的蛋白质层面的数据，可以获得肿瘤组织的恶性程度、信号通路激活状态等关键信息，让治疗方案的制订更加精准。

04 免疫系统和肿瘤免疫研究

免疫细胞在细胞类型和功能上高度分化，相互之间通过精细调节维持体内免疫平衡。大多数疾病的发生都与免疫系统的紊乱相关，因此细化到单一类型的免疫细胞的分析，对于揭示免疫相关疾病的机理至关重要。另外，全面掌握各种类型的肿瘤浸入淋巴细胞（TIL）的蛋白质表达状态，对于设计开发下一代肿瘤免疫药物具有极大的推动作用。

05 细胞疗法分析

以CAR-T为代表的细胞疗法在近几年取得了飞速的发展，但目前仍然缺乏分析CAR-T细胞进入肿瘤微环境之后的有效方法。单细胞蛋白质组学分析不仅可以获得CAR-T细胞的激活状态，还可以进一步获得CAR-T蛋白质组在不同时间点的变化趋势，从而辅助药物开发科学家进行嵌合抗原受体（CAR）的设计和优化。

06 神经科学研究

哺乳动物神经系统的细胞构成具有高度的异质性和复杂性，单细胞蛋白质组学分析可以获得有关神经发育和分化更详细的视图，更好地了解正常大脑功能和疾病的细胞和分子机制。

07 生殖学研究卵母细胞在增殖和分化的过程中，通常只能得到少量的卵子细胞，而单细胞蛋白质组学突破了传统蛋白质组学分析的瓶颈，可以分析单个细胞中的蛋白组学，将为卵母细胞、精原细胞等围绕生殖细胞的相关研究带来革命性的变化。

08 高通量药物筛选物筛选的未来模式必然会趋向于观测候选药物在不同类型、不同功能的细胞上的药效和毒性，并且最理想的细胞来源应该是人体原代细胞。单细胞蛋白质组学分析突破了样本量的瓶颈，非常适合以原代细胞为对象的高通量药物筛选，阐释药物作用机理和潜在毒性产生机理，提高药物开发成功率。

 

景杰生物作为蛋白质组学领域的领军企业，业已率先推出【微流控单细胞蛋白质组学】分析，实现单个细胞的高通量蛋白质组全发现分析，将助力生命科学与医学领域的全新突破。更多详情请拨科服热线（400-100-1145）或咨询当地销售工程师。