空间蛋白质组学(Spatial Proteomics)是一种结合高分辨率成像与质谱分析的技术,用于解析蛋白质在细胞或组织中的空间分布及其功能动态。通过激光显微切割(LCM)、多重免疫荧光(cycIF/CodeX)、质谱成像(MSI)等手段,实现对组织切片中蛋白质的原位定量与亚细胞定位分析。该技术突破了传统蛋白质组学仅能提供“总量”信息的局限,为研究细胞异质性、组织微环境及疾病机制提供了全新的视角。
单细胞分辨率:空间分辨率可达 500 nm,甚至亚细胞器级(如突触、线粒体)。
超高重数检测:单次实验可检测 100+种蛋白(如Cell DIVE)或 3000+种蛋白(如scDVP)。
无偏性与灵活性:支持自由组合抗体(如Stereo-CITE),或自定义蛋白列表(如PiSPA)。
临床转化潜力:可直接分析FFPE样本(如癌症组织),推动伴随诊断与精准医疗。
多组学整合:与空间转录组学、代谢组学结合,揭示“基因-蛋白-代谢”协同调控网络。
1、肿瘤微环境与免疫治疗
案例1:卵巢癌进展机制技术:空间蛋白质组学 + 空间转录组学
成果:发现NOVA2作为SBT向LGSC转化的关键标志物(Cancer Cell, 2025)。
案例2:胰腺癌免疫图谱技术:Cell DIVE + Aivia AI分析
成果:揭示T细胞、巨噬细胞在缺氧区域的分布特征(Westlake, 2025)。
2、器官发育与再生医学
案例1:胚胎发育技术:4D-单细胞质谱(timsTOF)
成果:解析人类着床前胚胎蛋白质组景观(Cell, 2024)。
案例2:皮肤再生技术:空间蛋白质组学 + LCM
成果:构建分层皮肤蛋白质图谱,揭示ECM蛋白促进干细胞功能(Nature Communications, 2024)。
3、神经科学与疾病机制
案例1:阿尔茨海默病技术:SUM-PAINT超分辨率成像
成果:解析突触蛋白异常分布(Cell, 2024)。
案例2:脑血管病变技术:空间蛋白质组学 + 血栓样本分析
成果:发现HSP47下调预防血栓形成(Science, 2024)。
4、感染与病毒性疾病
案例1:BKPyV相关尿路上皮癌技术:空间蛋白组学 + 病毒整合分析
成果:揭示病毒裂解性感染与细胞转化的动态平衡(Am J Transplant, 2024)。
案例2:新冠病毒心脏损伤技术:LCM空间蛋白组学
成果:构建新冠患者心脏蛋白质图谱(Cell Reports, 2024)。
5、农业与植物科学
案例1:作物抗逆性技术:空间蛋白质组学 + 转录组学
成果:解析植物胁迫响应中的蛋白空间分布(Plant Physiology, 2025)。