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記者11月13日獲悉，西湖大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院特聘研究員鄒貽龍團(tuán)隊(duì)與基里爾·皮亞特克維奇（Kiryl D. Piatkevich）團(tuán)隊(duì)合作研發(fā)出原位膨脹成像蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)（iPEX）。這種技術(shù)能夠幫助科學(xué)家同時(shí)看清生物組織里成百上千種蛋白質(zhì)的位置，為生物醫(yī)學(xué)研究、疾病機(jī)制探索提供了新工具。相關(guān)研究成果日前在線刊發(fā)于《自然》雜志。
“蛋白質(zhì)的空間分布是理解細(xì)胞功能與疾病發(fā)生的關(guān)鍵，但現(xiàn)有空間蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)長(zhǎng)期面臨‘看得少、看不清、空間位置難還原’的困境。iPEX技術(shù)創(chuàng)新性融合水凝膠蛋白質(zhì)錨定、組織膨脹與質(zhì)譜成像三大核心技術(shù)，成功破解這一難題。”鄒貽龍介紹，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證顯示，該技術(shù)檢測(cè)靈敏度相較傳統(tǒng)空間蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)提升10—100倍，有效像素尺寸達(dá)1—5微米，單樣本可檢測(cè)600—1500種蛋白質(zhì)，同時(shí)能捕捉蛋白空間共定位關(guān)系。
這一技術(shù)的核心創(chuàng)新在于將組織中的蛋白質(zhì)先錨定、再膨脹、再掃描：第一步，錨定蛋白質(zhì)，即用錨定試劑將蛋白質(zhì)錨定在水凝膠網(wǎng)絡(luò)中，避免蛋白質(zhì)擴(kuò)散并去除干擾物質(zhì)；第二步，使組織線性膨脹3—7倍且保持結(jié)構(gòu)完整；第三步，給蛋白“拍高清照”，即原位酶解與質(zhì)譜成像；第四步，通過自主開發(fā)的計(jì)算流程解析數(shù)據(jù)，自動(dòng)識(shí)別組織結(jié)構(gòu)與特異性蛋白。
為驗(yàn)證iPEX的性能與應(yīng)用價(jià)值，研究團(tuán)隊(duì)在多種組織、類器官及疾病模型中開展實(shí)驗(yàn)。鄒貽龍介紹，在小鼠視網(wǎng)膜研究中，iPEX僅憑蛋白質(zhì)表達(dá)譜就重構(gòu)出清晰的組織分層，識(shí)別出不同細(xì)胞層的特異性蛋白質(zhì)，這是傳統(tǒng)技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的。此外，研究團(tuán)隊(duì)還在小鼠小腦、小鼠腸道、人源腦類器官、小鼠肝臟組織等樣本中展開測(cè)試，驗(yàn)證了iPEX的通用性。
“未來，iPEX技術(shù)有望在基礎(chǔ)研究中助力科學(xué)家直接觀察蛋白質(zhì)在精細(xì)組織中的分布規(guī)律，在臨床轉(zhuǎn)化層面有望為阿爾茨海默病等疾病的早期診斷與治療提供新路徑，為生命科學(xué)研究開辟更廣闊的視野。”鄒貽龍表示。
（西湖大學(xué)供圖）
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