如約而見，甚是想念！歡迎大家來到單細胞蛋白組文獻分享系列第二期，此次為大家帶來的是Matthias Mann研究團隊發表在Molecular aystems biology（IF=11.429）雜志上的名為“Ultra-high sensitivity mass spectrometry quantifies single-cell proteome changes upon perturbation”的文章，作者開發了一個強大的基于質譜的高靈敏度工作流程T-SCP（true single-cell–derived proteomics），將微型樣品制備、極低流速色譜法和新型捕獲離子遷移率質譜儀timsTOF SCP結合起來，從而使靈敏度提高了10倍以上，準確且可靠地量化單個FACS分離細胞中的蛋白質組及其變化，從而實現真正的單細胞蛋白組學。

蛋白質組學是對細胞、組織、器官或有機體的蛋白質進行表征。然而，對于單細胞研究是有難度的，主要由于蛋白質沒有類似DNA的PCR擴增的方法，因此，任何檢測蛋白質的技術都必須足夠敏感，這樣才能在細胞僅含有微量蛋白質時還能識別它們。這篇文章對于單細胞蛋白組的實驗做了以下幾方面工作：

首先，作者引入PASEF（parallel accumulation–serial fragmentation 又稱為并行累加–串行碎片，肽離子從捕獲離子遷移率（TIMS）裝置釋放到濃縮包裝的真空系統中）的質譜采集方案，在TIMS qTOF儀器上通過數據依賴模式（ddaPASEF）或非數據依賴模式（diaPASEF）高敏碎片化手段，可以得到很高的離子利用率和數據完整性，其中通過dda采集模式和MaxQuant分析0.8 ng HeLa裂解物共鑒定出550種蛋白質?？紤]到單個HeLa細胞的蛋白質量低至150 pg ，再加上樣品制備中不可避免的損失，550這個數字并非真正單細胞蛋白的結果，因此需要提高靈敏度才能實現真正的單細胞蛋白質組學。

（1）開發了一個較強的離子源，引入了全新的離子光學元件，優化檢測器電壓等參數，之后將離子電流增加了4.7倍，構造了一個具有較亮離子源的儀器。接下來對FACS方式分選的0,1和6個HeLa細胞分揀到不同的384孔中，分別進行蛋白處理進行檢測，分別識別出824、1364和1946種蛋白質，結果表明與比較六個細胞相比，單細胞的定量準確率沒有太大降低。

在此，作者利用基于MS的T-SCP技術和微量樣本處理系統，極低流量的色譜法和diaPASEF采集模式與之前的方法相比，識別的蛋白數量顯示出顯著的優勢。

比較單細胞蛋白質組測量和六細胞蛋白質組結果顯示此方法可以鑒定大部分穩定表達蛋白。低表達蛋白的CV服從泊松分布，但在高表達蛋白中CV顯著降低，這說明低水平表達蛋白的測量變異性受技術敏感性限制。

總結：

該方法可以容易地應用于組織材料的高敏感性分析，以獲得的健康和疾病狀態的細胞異質性，可以在樣本受限的情況下提高測定靈敏度，促進了單細胞蛋白組學的發展。

DOI:10.15252/msb.202110798