单细胞蛋白质组学解析功能状态2026-07-28 08:56:53
翻译组学能够反映mRNA被核糖体利用及蛋白质生成过程中的调控状态,但其主要揭示的是蛋白质合成环节的信息,尚不能完全代表成熟蛋白质的最终功能状态,因此,相较于翻译组学,蛋白质组学能够更直接地从功能执行层面反映细胞状态。蛋白质作为生命功能的直接执行者,传统的大规模蛋白质组学通过对群体细胞进行平均化测量,模糊了细胞间的异质性,简化了我们对生物系统复杂性的认知。SCP旨在揭示这种异质性,实现对细胞状态与功能的精细解析,但其发展面临严峻挑战:单个细胞内蛋白质拷贝数极低、动态范围极广,且无法像RNA一样进行扩增,这对检测灵敏度、定量准确性及后续计算分析提出了极高要求。因此,基于自下而上质谱法的方法因其更高的灵敏度与蛋白质组覆盖率而成为主流。其典型流程包括:将解离的细胞群体分选为单个细胞,通过机械或化学方式裂解并进行蛋白酶解,产生的肽段可选用地进行多重标记以实现混合处理,最终通过液相色谱-质谱联用进行定性与定量。当前,SCP主要存在两种数据采集模式:数据依赖采集与数据非依赖采集,这两种不同的质谱方法主要在其数据获取和量化策略上有所不同,有着各自的优势。
DDA策略通常选择信号强度较高的前体离子进行碎裂鉴定,传统上适用于非靶向蛋白质组学分析,但可能存在低丰度肽段重复检出率不足和数据缺失较多等问题;而DIA策略在预设质荷比窗口内系统采集离子碎片信息,通常具有较好的数据完整性、定量重现性和蛋白覆盖度。随着质谱仪器扫描速度、谱图库构建和数据解析算法的发展,DIA在高通量定量蛋白质组学研究中受到越来越多的关注。在HSCs研究中,SCP的重要价值在于其能够直接从蛋白质丰度、功能蛋白表达及信号通路活化水平解析HSCs与多能祖细胞的功能状态。
出自《单细胞多组学技术在造血干细胞研究中的应用与进展》作者张奕扬,董芳。
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