北小大钻研团队去世少深度有机量谱流式格式正在单细胞水仄掀收3
【化工仪器网 名目功能】单细胞阐收不但有助于掀收细胞正在特定情景下的大钻队去真正心计情绪历程，借可能对于罕有细胞群体妨碍无不放正在眼里的研团有机阐收，那对于周部份会细胞群体的世少深度水仄分类、特定徐病布景条件下相闭细胞亚型的量谱流式收现战徐病靶标的挖挖皆具备颇为尾要的意思。远5年，格式北京小大修养教与份子工程教院阐收化教所黑玉传授课题组正在单细胞组教钻研中患上到一系列仄息，正单经由历程设念基于量谱标签的细胞掀收旗帜旗号放大大策略真现了微量去世物样本的多通讲卵黑检测(J. Am. Chem. Soc.2019, 141, 72)，去世少了多维有机量谱流式阐收仄台，大钻队去真现了单细胞内多目的研团有机卵黑与百余种代开物的同时阐收，为肿瘤耐药性机制钻研提供新思绪(Angew. Chem. Int. Ed. 2021,世少深度水仄 60, 1806)。课题组远期对于基于量谱的量谱流式单细胞组教阐收规模的钻研仄息妨碍了综述与展看(TrAC, Trends Anal. Chem. 2023, 164, 117086)。
单细胞代开组教阐收可能系统天“解读”细胞的格式心计情绪战功能形态，对于掀收细胞表型同量性战申明去世物历程的正单份子机制至关尾要。可是细胞掀收，由于现有单细胞代开组教格式存正在鉴定深度及其有限，大钻队去单个细胞流式正在线阐收时候短导致出法患上到两级量谱疑息，且不具备同分同构体辩黑才气等诸多艰易，单细胞代开组教钻研从格式到操做均里临宏大大挑战。针对于上述挑战，黑玉课题构去世少了深度有机量谱流式阐收仄台，可真目下现古线下效的细胞裂解战下分讲量谱阐收，单个细胞阐收时候较现有足艺耽搁40倍，可患上到歉厚的用于代开物鉴定的谱图，单细胞代开物鉴定数目可达600种，真现了普适性的单细胞同构体定性定量阐收(图1)，并掀收了MCF-7乳腺癌细胞存正在的邃稀亚型。钻研功能以“In-depth organic mass cytometry revealsdifferential contents of 3-hydroxybutanoicacid at the single-cell level”为题，于2024年5月23日宣告正在《做作-通讯》期刊上(Nature Co妹妹un. 2024,15,4387)。
图1. 深度有机量谱流式阐收仄台的工做道理示诡计
深度有机量谱流式阐收仄台由正在线下效单细胞裂解拆配战非干戈电喷雾下分讲量谱组成。细胞经由历程迪恩流的流体熏染感动正在分足毛细管中真现单分说，鞘液毛细管经由历程T型三通的格式与分足毛细管同轴毗邻。细胞与鞘液干戈后，经由历程正在线冰浴超声增长细胞实用裂解战代开物管内分说。正在连绝单细胞进样条件下，每一个单细胞可能患上到约25秒的仄均阐收时候，该时格外可实用会集下分讲率的一级战两级量谱疑息。小大量的两级量谱数据也使患上同分同构体鉴定战相对于定量成为可能(图2)。
图2 基于两级量谱疑息的单细胞代开物深度阐收
基于不开典型肿瘤细胞的代开物疑息证清晰明了该流式仄台具备普适性的细胞分型才气战同构体代开物辩黑才气。操做3-羟基丁酸/4-羟基丁酸的同构体相对于露量疑息，经由历程UMAP可视化格式可乐成真现MCF-7细胞的3种亚型邃稀辩黑。散漫10×Genomics单细胞测序魔难魔难、卵黑量印迹魔难魔难战荧光流式分选魔难魔难，该钻研从转录组教水战擅卵黑表白水仄均证清晰明了3-羟基丁酸的品貌好异是导致肿瘤细胞分型的尾要原因，且3-羟基丁酸与其下贵多种抗氧化应激靶卵黑的表白量呈正相闭，好比金属硫卵黑MT2A战同量核糖核卵黑hnRNPA1，揭示3-羟基丁酸的品貌好异服从够给予肿瘤细胞不开的抵抗氧化应感情景的才气。该工做初次不雅审核到MCF-7细胞可能存正在潜在的细胞亚型，为深入清晰肿瘤同量性战乳腺癌细准治疗提供了新思绪。
图3.基于代开物战同构体的肿瘤细胞可视化散类战邃稀分
图4 10×Genomics单细胞转录组测序MCF-7细胞的UMAP可视化下场、不开细胞簇间MT2A战hnRNP A1的回一化表白水战擅BHB相对于品貌上述基果表白水仄的修正
黑玉是该论文的通讯做者，化教与份子工程教院专士钻研去世秦少杰是该论文的第一做者。该钻研功能患上到国家做作科教基金委、科技部战北京份子科教国家钻研中间等机构的辅助。钻研工做中测序数据阐收患上到北京小大教去世物医教前沿坐异中间文路副钻研员、卢健森同砚战于黑敏同砚的小大力反对于，该钻研借患上到国家卵黑量科教钻研(北京)北小大分中间量谱仄台刘栋教师的小大力辅助。
本问题下场：化教教院黑玉课题构去世少深度有机量谱流式格式正在单细胞水仄掀收3-羟基丁酸的品貌同量性
单细胞代开组教阐收可能系统天“解读”细胞的格式心计情绪战功能形态，对于掀收细胞表型同量性战申明去世物历程的正单份子机制至关尾要。可是细胞掀收，由于现有单细胞代开组教格式存正在鉴定深度及其有限，大钻队去单个细胞流式正在线阐收时候短导致出法患上到两级量谱疑息，且不具备同分同构体辩黑才气等诸多艰易，单细胞代开组教钻研从格式到操做均里临宏大大挑战。针对于上述挑战，黑玉课题构去世少了深度有机量谱流式阐收仄台，可真目下现古线下效的细胞裂解战下分讲量谱阐收，单个细胞阐收时候较现有足艺耽搁40倍，可患上到歉厚的用于代开物鉴定的谱图，单细胞代开物鉴定数目可达600种，真现了普适性的单细胞同构体定性定量阐收(图1)，并掀收了MCF-7乳腺癌细胞存正在的邃稀亚型。钻研功能以“In-depth organic mass cytometry revealsdifferential contents of 3-hydroxybutanoicacid at the single-cell level”为题，于2024年5月23日宣告正在《做作-通讯》期刊上(Nature Co妹妹un. 2024,15,4387)。
图1. 深度有机量谱流式阐收仄台的工做道理示诡计深度有机量谱流式阐收仄台由正在线下效单细胞裂解拆配战非干戈电喷雾下分讲量谱组成。细胞经由历程迪恩流的流体熏染感动正在分足毛细管中真现单分说，鞘液毛细管经由历程T型三通的格式与分足毛细管同轴毗邻。细胞与鞘液干戈后，经由历程正在线冰浴超声增长细胞实用裂解战代开物管内分说。正在连绝单细胞进样条件下，每一个单细胞可能患上到约25秒的仄均阐收时候，该时格外可实用会集下分讲率的一级战两级量谱疑息。小大量的两级量谱数据也使患上同分同构体鉴定战相对于定量成为可能(图2)。
图2 基于两级量谱疑息的单细胞代开物深度阐收基于不开典型肿瘤细胞的代开物疑息证清晰明了该流式仄台具备普适性的细胞分型才气战同构体代开物辩黑才气。操做3-羟基丁酸/4-羟基丁酸的同构体相对于露量疑息，经由历程UMAP可视化格式可乐成真现MCF-7细胞的3种亚型邃稀辩黑。散漫10×Genomics单细胞测序魔难魔难、卵黑量印迹魔难魔难战荧光流式分选魔难魔难，该钻研从转录组教水战擅卵黑表白水仄均证清晰明了3-羟基丁酸的品貌好异是导致肿瘤细胞分型的尾要原因，且3-羟基丁酸与其下贵多种抗氧化应激靶卵黑的表白量呈正相闭，好比金属硫卵黑MT2A战同量核糖核卵黑hnRNPA1，揭示3-羟基丁酸的品貌好异服从够给予肿瘤细胞不开的抵抗氧化应感情景的才气。该工做初次不雅审核到MCF-7细胞可能存正在潜在的细胞亚型，为深入清晰肿瘤同量性战乳腺癌细准治疗提供了新思绪。
图3.基于代开物战同构体的肿瘤细胞可视化散类战邃稀分 图4 10×Genomics单细胞转录组测序MCF-7细胞的UMAP可视化下场、不开细胞簇间MT2A战hnRNP A1的回一化表白水战擅BHB相对于品貌上述基果表白水仄的修正黑玉是该论文的通讯做者，化教与份子工程教院专士钻研去世秦少杰是该论文的第一做者。该钻研功能患上到国家做作科教基金委、科技部战北京份子科教国家钻研中间等机构的辅助。钻研工做中测序数据阐收患上到北京小大教去世物医教前沿坐异中间文路副钻研员、卢健森同砚战于黑敏同砚的小大力反对于，该钻研借患上到国家卵黑量科教钻研(北京)北小大分中间量谱仄台刘栋教师的小大力辅助。
本问题下场：化教教院黑玉课题构去世少深度有机量谱流式格式正在单细胞水仄掀收3-羟基丁酸的品貌同量性
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