如何开展基于质谱的空间蛋白组学研究？
- 样本微区蛋白含量极低，需高灵敏度仪器及高效提取策略；
- 空间定位依赖图像精确配准，需组织染色或辅助标记；
- 微区切割通量低、操作复杂；
- 数据整合难度高，需生物信息团队协同参与。
- 精准选取感兴趣区域（如肿瘤浸润边界、特定脑区）
- 适合研究微区功能差异、异质性
- 缺点是通量低、样本处理要求高
- 直接在组织切片上进行点对点质谱扫描
- 空间分辨率高，可达10–50 µm
- 更适合蛋白分布成像，但深度鉴定有限
- 将多个组织微区打孔后分别进行TMT标记
- 利于多样本对比、提高通量
- 空间分辨率相对较低，但适用于宏观组织层面的空间差异分析
- 如果您需要精准分析肿瘤边缘、神经细胞簇等微区差异，LCM+质谱是首选；
- 如果您追求在整个组织切片中原位观察蛋白分布，MALDI-IMS成像质谱更为适合；
- 如果您希望在一定空间精度下实现多样本高通量比较，TMT打孔标记策略将兼顾分辨率与通量。
空间蛋白组学（spatial proteomics）作为一门新兴技术，结合了质谱蛋白组学的定量能力与组织空间信息的保留能力，正在重新定义我们对组织异质性、细胞-微环境相互作用以及疾病空间进程的认知方式。空间蛋白组学不再局限于提取-分析的线性思维，而是追求原位表达-局部分布-空间关联的三维理解。这对于揭示肿瘤免疫逃逸、脑区功能分区、器官发育过程等高度空间依赖的生物现象具有重要价值。然而，如何科学、高效地开展基于质谱的空间蛋白组学研究？需要在样本制备、微区分离、质谱分析与空间可视化等多个环节实现技术协同与数据整合。
一、空间蛋白组学的价值与挑战
1、为什么空间蛋白组学至关重要？
（1）揭示组织空间异质性：不同区域的细胞类型、功能状态、信号通路存在显著差异；
（2）解析疾病空间机制：如肿瘤边界区域与核心区域在免疫逃逸、代谢状态上显著不同；
（3）空间靶点发现：为组织特异性药物开发、生物标志物验证提供数据支持；
（4）支持多组学空间整合：可与空间转录组、空间代谢组联动，构建空间多维组学网络。
2、面临的技术挑战包括：
二、基于质谱的空间蛋白组学研究流程详解
1、组织样本准备
采用FFPE或冰冻组织切片，厚度建议控制在5–10 µm。根据研究需求，可进行H&E染色或免疫染色，以辅助后续空间区域识别。组织切片需附着于膜载玻片（金膜或PEN膜）以满足激光切割要求。
2、空间区域选择与微区分离
目前主流的空间蛋白组学质谱策略可分为以下三类：
（1）激光显微切割（LCM）+质谱分析
（2）成像质谱（MALDI-IMS）
（3）微区打孔 + TMT标签 + LC-MS/MS
3、蛋白提取与酶解
对于微区样本，可采用SP3磁珠法或S-Trap小体积裂解体系，提高回收率并减少损耗。需要特别注意：
（1）去除石蜡/抗原修复流程的优化
（2）控制消化时间，避免过度或不足
（3）上样前建议进行脱盐、浓缩处理，提升质谱兼容性
4、质谱分析策略
（1）推荐平台：Orbitrap Exploris、timsTOF、QE HF-X等高分辨质谱
（2）数据采集模式：DIA（数据独立采集）适合全面定量，DDA适合蛋白谱建立
（3）分离系统：使用nanoLC系统提升微量蛋白检测灵敏度和分离度
5、数据分析与空间可视化
（1）使用MaxQuant、Spectronaut等软件进行蛋白定量
（2）将蛋白丰度值映射回原始组织图像
（3）进行空间热图构建、差异区域识别、GO/KEGG通路富集分析
（4）可进一步进行空间聚类分析、亚型标注、空间转录组联合分析
三、如何选择空间蛋白组学的技术路径？
根据研究需求、样本类型和实验资源，空间蛋白组学的技术路径选择需平衡空间分辨率、数据深度与操作复杂度：
空间蛋白组学正在成为后组学时代的重要突破口。在质谱技术飞速发展的推动下，我们不仅可以知道蛋白“有多少”，更能知道它“在哪里”“与谁互动”“如何调控”。对于关注细胞微环境、肿瘤异质性、组织功能分区的研究者而言，空间蛋白组学不仅是技术升级，更是研究范式的进化。百泰派克生物科技将持续以高灵敏质谱平台和专业数据分析能力，为您的空间蛋白组学项目保驾护航。让我们一起，让蛋白的空间表达讲述更加真实、立体的生命故事。
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