近日，我组在单细胞分泌组分析新方法研究中取得新进展，通过将非天然氨基酸代谢标记、基于点击化学的选择性富集和nanoLC-MS/MS技术相结合，首次实现了单细胞分泌组的全景式分析，为在单细胞水平深入研究细胞分泌异质性提供重要技术支撑。

细胞作为生命活动的基本单元，通过细胞间相互交流和作用以协同完成生物学功能。分泌组是通过各种机制分泌到细胞外空间的蛋白质，包括分泌蛋白和细胞外囊泡（EV）蛋白等，是介导细胞间通讯的重要介质。单细胞分泌组分析可以发现隐藏在群体平均值下的细胞分泌异质性等信息，对于深入理解细胞功能、预测患者免疫反应以及加速药物开发‌等具有重要意义。然而，由于单细胞分泌组的含量极低，并且在生理培养条件下易受血清高丰度蛋白的干扰，目前单细胞分泌组分析主要依赖于抗体法，分泌蛋白的鉴定数量不超过数十种（最高42种），单细胞分泌组的非靶向大规模分析仍面临挑战。

   

针对这一难题，我组采用L-叠氮基高丙氨酸（AHA）对细胞新生成的蛋白质进行代谢标记，通过微流控芯片对AHA标记的单细胞进行分离和原位培养，并研制炔基功能化毛细管微反应器用于实现基于点击化学的分泌组选择性富集。蛋白质的共价结合允许进行严格的清洗以去除非特异性吸附的干扰蛋白。然后在微反应器内对富集的分泌蛋白和EV蛋白进行还原烷基化和原位酶解，最后进行nanoLC-MS/MS分析。该方法在复杂干扰背景下对低丰度蛋白质具有高效的富集能力，检测限低至100 zmol (1.7 pg/mL)。进一步将该方法用于单个HeLa细胞分泌组分析，平均定量出389种蛋白质，可从单个HeLa细胞分泌组中共鉴定752种蛋白，与基于抗体的分泌蛋白靶向分析方法相比，鉴定数目实现了显著提升。上述结果表明，该方法有望为深入开展单细胞水平的分泌异质性分析和细胞间通讯研究提供有力工具。

相关研究成果以“Single-Cell Secretome Profiling Enabled by Selective Enrichment and NanoLC-MS/MS Analysis”为题，于近日发表在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）我所陆瑶研究员团队在芯片设计方面提供了技术支持。该工作的共同第一作者为我组博士研究生贺映云和刘欣欣实验师。以上研究工作得到了国家自然科学基金基础科学中心项目、重大项目以及面上项目等的资助。（文/图/贺映云、袁辉明）

文章链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202417351