空间蛋白质组学和空间转录组学的区别是什么?

    空间蛋白质组学(Spatial Proteomics)和空间转录组学(Spatial Transcriptomics)是空间组学(Spatial Omics)领域中的两项关键技术,它们的核心目标都是在空间维度上解析细胞与组织中的分子分布情况,但关注的生物分子类型和技术路线有所不同。

    一、定义与研究对象

    维度 空间蛋白质组学 空间转录组学
    定义 在组织空间背景下,识别和定量蛋白质的表达及分布 在组织切片中原位捕获并测序mRNA,以定位基因表达的空间模式
    研究对象 蛋白质(即功能执行者) mRNA(即基因表达的中间产物)

    简而言之

    • 空间蛋白质组学揭示“细胞在什么位置做什么事”;

    • 空间转录组学揭示“细胞在什么位置准备做什么事”。

    二、技术原理与方法

    1、空间蛋白质组学

    (1)抗体标记类方法

    • 如 CODEX、MIBI、IMC(Imaging Mass Cytometry);

    • 利用金属标记抗体进行组织染色,再通过质谱成像等手段识别多重蛋白信号。

    (2)质谱成像类方法

    • MALDI-MSI、timsTOF fleX;

    • 无需抗体,通过直接检测组织切片上的蛋白质/肽段进行空间定位。

    (3)激光微切+质谱

    • 利用激光显微切割特定区域,提取蛋白质后用LC-MS/MS进行定量分析。

    2、空间转录组学

    (1)原位捕获类方法(主流):

    • 如 10x Genomics Visium、Slide-seq、Stereo-seq;

    • 在玻片表面预制引物阵列,原位捕获组织中的mRNA,结合测序获取空间坐标。

    (2)原位杂交类方法

    • 如 MERFISH、seqFISH+;

    • 使用荧光探针靶向特定mRNA,通过多轮成像实现空间分布解析。

    三、分辨率与通量

    指标 空间蛋白质组学 空间转录组学
    分辨率 高(纳米至单细胞级,取决于方法) 从细胞簇级到亚细胞级不等
    分析通量 蛋白种类受限(一般几十~几百种) mRNA种类高(可达上万个基因)

    解释:

    • 空间蛋白组受限于抗体种类或质谱识别能力,通量相对较低;

    • 空间转录组可以覆盖整个转录组,但空间分辨率需权衡。

    四、优势与局限性

    1、空间蛋白质组学

    (1)优势:

    • 直接检测功能执行者,结果更贴近生物表型;

    • 不依赖转录水平,能捕捉翻译后调控与修饰。

    (2)局限:

    • 技术通量受限(尤其是抗体依赖方法);

    • 缺乏统一标准,数据处理复杂。

    2、空间转录组学

    (1)优势:

    • 高通量、覆盖面广,适用于构建空间细胞图谱;

    • 与单细胞RNA测序高度兼容,可整合分析。

    (2)局限:

    • mRNA表达不等于蛋白质表达,可能存在表达偏差;

    • 空间分辨率与覆盖范围难以兼得。

    五、实际应用场景对比

    应用方向 空间蛋白质组学 空间转录组学
    肿瘤微环境研究 精准定位免疫细胞蛋白表达 构建肿瘤异质性空间图谱
    药物靶点验证 观察药物靶点蛋白的空间表达 间接反映,仅作初筛
    神经科学 神经递质、受体的空间定位 不同脑区的转录活动图谱
    组织发育研究 技术尚在发展 分辨发育过程中的空间表达动态
    临床转化 可结合IHC/质谱辅助诊断 转化路径仍在探索

    尽管空间蛋白质组学和空间转录组学各自有优劣,但它们并非相互替代,而是互为补充的关系。当前已有越来越多的研究尝试将两者整合,构建空间多组学(Spatial Multi-Omics)平台,实现对组织微环境更加立体、精准的解读。在百泰派克生物科技,我们提供覆盖空间蛋白质组、空间转录组、空间代谢组的全流程解决方案,依托先进的成像质谱与高分辨单细胞技术平台,帮助客户从组织到分子、从图谱到机制实现精准解析,广泛应用于肿瘤、免疫、神经和代谢等研究领域。欢迎联系百泰派克生物科技获取定制化实验方案和数据分析服务!

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