空间蛋白质组学是一项重要技术，它在传统蛋白质组学的基础上，向我们揭示了分子在细胞或组织中的空间分布。这对于系统性地理解生物功能、疾病机制和治疗效果具有重要意义。《Nature Methods》选择空间蛋白质组学作为2024年度方法，反映了行业对这一技术应用前景的关注和认可。

现有的质谱空间蛋白质组学技术主要包括基于MALDI的质谱成像、激光显微切割以及膨胀水凝胶放大。虽然质谱成像可以提供一定的蛋白类信息，但后两种方法因其高成本及质谱检测通量的要求，限制了其在研究中的广泛应用。2025年2月，中国科学院动物研究所赵方庆团队联合国家蛋白质科学中心（北京）王贵宾在《Cell》杂志上发表了题为“基于微流控和迁移学习的复杂组织高分辨率空间蛋白质组学”的研究论文。该研究结合了微流控技术、微量蛋白质组学检测技术和人工智能深度学习算法，开发了名为PLATO的新平台，实现了对整块组织切片中数千种蛋白质的精确映射。

技术创新与优势

PLATO平台的核心在于其高通量的微流控原位蛋白采样技术。研究者可以获取三张连续切片，其中一张用于组织学染色，而其他两张则在不同角度进行微流控芯片的平行流蛋白质组分析。切片在芯片上消化，微通道中的肽段被抽出、收集并进行LC-MS/MS定量分析。这一过程被称为平行流投影。

通过高定量准确性及高稳定性的微量蛋白质组学质谱检测，支持了空间蛋白质表达图谱的重构。本研究使用QExactive HF质谱仪以DIA采集模式进行检测，每日处理40个样本，实现了微量样本的可靠定量。

此外，本研究还开发了一种基于迁移学习的创新算法Flow2Spatial，根据切片的图像或空间代谢数据和两组平行流投影值，重建出高分辨率的原始蛋白质空间分布。这种方法显著减少了样本数量和测量次数，从而节省了时间和成本，降低了切片间异质性对研究的影响。

PLATO平台亮点

PLATO能够以极高的空间分辨率（25μm）对组织切片中的蛋白质进行准确定位和定量分析，使研究人员能够深入了解蛋白质在不同细胞和组织区域的分布情况，进一步理解其生物功能。

该平台具备广泛的组织兼容性，无论是小鼠、大鼠还是人类组织，PLATO均可完美适配，为各种生物样本的蛋白质组学研究提供了便利。

在乳腺癌研究中，PLATO也显示出其强大的应用潜力。通过高分辨率的蛋白质映射，研究者能够识别不同的肿瘤亚型，并发现关键的失调蛋白质，从而为肿瘤的诊断和治疗开辟新思路。

总结与展望

PLATO结合了微流控高效采样、微量蛋白质质谱检测和人工智能算法，标志着高分辨率空间蛋白质组学的一次重大突破。通过详细的计算模拟、显微切割和免疫荧光验证了其测量的准确性。同时，PLATO在不同物种和组织类型中的普适性，以及在临床研究中的应用潜力也得到了充分展示。

在本研究中，使用QExactive HF平台在26分钟的色谱梯度条件下，成功实现了对2500种蛋白质的精准鉴定。这一成果为新一代仪器性能的突破提供了基准。例如，2023年赛默飞推出的Orbitrap Astral在微量蛋白质组分析上显著提升了鉴定通量，深入覆盖单细胞样本中超6500种蛋白质。这种技术的跨越式进步，为918博天娱乐官网的空间蛋白质组学研究提供了坚实的技术支持，促进了从“蛋白质检测”到“蛋白质景观重构”的转型。

毕业于中国科学院动物研究所的赵方庆研究员，已在该领域取得了重要成就。未来，PLATO技术将在更多类型的组织和疾病研究中得到应用，进一步优化的计划也将有助于提升其在生命科学和临床研究中的应用前景，凸显918博天娱乐官网在这一领域的突出贡献。