单细胞蛋白质组学：揭示细胞异质性的关键技术
在多细胞生物体中，尽管基因组几乎完全相同，但细胞的形态、功能和命运却各不相同。这种现象被称为细胞异质性，是发育、疾病进展以及药物响应等复杂生物过程的核心。为了深入理解这种异质性，科研人员逐步从群体平均测量迈向单细胞分辨率的多组学研究。其中，单细胞蛋白质组学（single-cell proteomics, SCP）成为继单细胞RNA测序之后又一前沿突破，正重塑我们对生命系统动态的认知。
一、为何单细胞研究需要聚焦蛋白质层面？
1、蛋白质直接决定细胞功能状态
蛋白质是生命活动的直接执行者，承担信号转导、代谢调控、结构支持、免疫识别等核心功能。相较于RNA，蛋白质更能准确反映细胞的功能表型。例如，一个T细胞是否处于激活状态，往往不是取决于其mRNA表达，而是其表面或胞内关键蛋白的表达与修饰状态。
2、转录与翻译的调控机制不同步
虽然RNA测序揭示了转录层面的异质性，但转录与翻译之间并非一一对应。诸如翻译效率、蛋白稳定性、翻译后修饰等因素，均可能在RNA水平未显现时已显著改变细胞命运。进入蛋白质层面的单细胞测量可以全面捕捉功能层面的差异。
3、捕捉稀有细胞亚群的关键工具
在癌症、干细胞、免疫等研究中，稀有细胞亚群常承担关键生物学功能，如肿瘤干细胞、耐药细胞、调节性T细胞等。单细胞蛋白质组学能够揭示这些少量细胞在蛋白水平的特征与变化轨迹，为深入解析生物系统的动态调控提供重要依据。
二、主流的单细胞蛋白质组学技术路径
1、质谱驱动的单细胞蛋白质定量
基于质谱的SCP方法依托于高灵敏度、高分辨率的仪器平台，能够在单细胞尺度完成多通量、宽覆盖的蛋白组分析。以TMT（Tandem Mass Tag）多重标记策略为代表的SCoPE-MS系列方案，通过载体通道增强信号，提升了定量深度与数据一致性。在此基础上，SCP平台不断拓展分析通量与定量精度，结合超灵敏的Orbitrap、TOF等质谱系统，实现了对数千种蛋白的单细胞级别解析，为大规模细胞图谱构建和机制研究提供可能。
2、基于抗体的蛋白表达检测方法
抗体标记法如CyTOF（质谱流式）和CITE-seq等，是另一类重要的单细胞蛋白检测技术。CyTOF通过金属标记抗体实现40+蛋白并行检测，广泛应用于免疫图谱绘制；CITE-seq则将抗体标记信息与单细胞RNA测序融合，兼顾蛋白与转录的双维度分析。这类方法具有高通量、检测直观、样品处理流程成熟等优势，尤其适合研究已知标志物在细胞群体中的分布和动态变化。
3、多组学联动推动机制解析
随着测序与质谱技术的不断融合，单细胞多组学联合分析成为发展趋势。将单细胞蛋白组数据与转录组、表观组或代谢组数据整合，可以帮助科研人员从多角度理解细胞状态。例如，在肿瘤免疫微环境中，结合蛋白和转录信息可同时揭示细胞类型和功能状态，提高机制研究的精度与广度。
单细胞蛋白质组学为揭示细胞异质性的分子图谱打开了全新的视角。通过在蛋白层面实现单细胞解析，研究者能够更准确地识别细胞功能状态、揭示调控机制、追踪疾病演化过程。这项技术正在深刻影响生命科学的多个研究方向，成为未来组学发展的重要引擎。作为深耕蛋白组学与质谱服务的专业平台，百泰派克生物科技将持续关注单细胞蛋白质组领域的最新进展，为广大科研人员提供单细胞蛋白质组学分析服务，助力揭示细胞异质性的分子密码。
百泰派克生物科技——生物制品表征，多组学生物质谱检测优质服务商
相关服务：
How to order?
