近年来，高通量组学检测技术的进步极大地推动了研究人员对疾病发生和发展机制的深入理解。然而，这些技术通常是在整体组织或一群细胞层面进行分析，主要关注不同样本或组别之间的宏观差异，这使得研究者难以回答“从整块组织或细胞群中检测到的基因表达变化，究竟是源自少数细胞的基因变动还是所有细胞的群体行为？”等关键问题。随着医学研究的不断深入，疾病微环境中的异质性及细胞间相互作用的探索正在成为新的研究热点。因此，对宏观变化的基因和蛋白质进行细胞溯源分析的需求变得愈加迫切。结合单细胞转录组测序与蛋白质组学数据将成为实现这一目标的方法。

本文将系统介绍这一联合分析策略的思路及应用案例。

1. 为什么需要单细胞与蛋白质组联合分析？

转录组与蛋白组之间的“不一致性”是不可忽视的问题。因为转录后的调控、翻译效率的差异及蛋白质降解等因素，mRNA水平无法完全反映蛋白质丰度，其相关系数通常仅在0.4至0.6之间。例如，某些重要信号通路的蛋白（如磷酸化激酶）的活性依赖于翻译后修饰，仅靠转录组数据可能会遗漏这些至关重要的信息。

2. 单细胞与蛋白质组学的联合分析思路

吉凯基因提供全面的单细胞RNA测序与蛋白质组学解决方案，并支持这两者的联合分析。该联合分析常见的研究思路是通过蛋白质组学筛选出候选蛋白标志物，并通过分析相应差异表达蛋白的基因表达量，以在单细胞水平上揭示候选蛋白的细胞类型来源。

3. 应用案例

案例一：骨骼老化研究

研究显示，骨骼老化的特点包括骨转换率低和骨髓脂肪堆积，基础机制尚不清楚。作者利用年轻和老年大鼠骨髓上清的蛋白质组学发现了一种在老年大鼠中上调的蛋白——颗粒钙蛋白（Gca）。通过单细胞测序分析，发现在老年大鼠骨髓中，该蛋白的表达主要来自巨噬细胞和中性粒细胞。向年轻小鼠注射重组颗粒钙蛋白可诱导骨骼过早衰老，而失去Gca基因的中性粒细胞和巨噬细胞则会延缓骨骼老化。机制研究表明，颗粒钙蛋白与plexin-b2受体结合，抑制下游信号通路，进而抑制骨生成并促进骨髓间质细胞向脂肪生成转化。研究者开发的颗粒钙蛋白中和抗体显示出改善老年小鼠骨骼健康的潜力，这使得颗粒钙蛋白（Gca）成为治疗与年龄相关的骨质疏松症的一个潜在靶标。

案例二：肺衰老研究

年龄增长导致肺功能下降，增加了患慢性肺病的风险，这是全球第三大死亡原因。研究者使用单细胞组学与质谱基础的蛋白质组学量化了30种细胞类型的活性状态变化，并绘制了年轻与老年小鼠的肺部蛋白质组图谱。结果表明，衰老增加了转录噪声，指示表观遗传控制的失调。研究发现II型肺细胞和脂成纤维细胞的胆固醇生物合成增加，而气道上皮细胞的相对频率变化则是肺衰老的重要标志。通过结合蛋白质组和单细胞转录组的分析，研究创建了无偏的肺衰老图谱，并预测了调控蛋白质的细胞来源。

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