Cell封面｜新型空间蛋白质组学技术DISCO-MS横空出世

 

    我们怎么能在我们人一个完整的大脑或某个特定器官中找到一个患病细胞呢?这样的搜寻工作无异于大海捞针。现在，研究人员开发了一种名为DISCO-MS的新技术来解决这个问题。DISCO-MS使用机器人技术能够在疾病早期，精确识别“患病”细胞，并获取其蛋白质组学数据，进而实现对疾病的精准深入的研究。

 

    近日，世界三大科学顶级杂志之一Cell 以封面文章形式发表了国际蛋白质组学领域权威Matthias Mann教授团队与德国著名顶级研究机构-慕尼黑亥姆霍兹中心的联合研究成果，文章题为“Spatial proteomics in three-dimensional intact specimens” 。联合研究团队将组织及生物体透明化和成像技术、图像分析与智能组织提取技术和超高灵敏度质谱技术进行巧妙结合，开发了一种全新的空间蛋白质组学技术DISCO-MS。该技术能够实现对全组织区域进行无偏的空间蛋白质组学分析，并保留其三维立体空间背景信息，进而发现各种疾病模型中初始病理事件相关的空间分子图谱。研究团队运用该技术绘制了从完整小鼠和人类器官分离的目标区域的空间蛋白质组图谱，从而揭示了小鼠脑组织、骨髓组织和人类心脏动脉斑块的异质性。

 

 

 

    为了展示该技术的强大功能，该研究将DISCO-MS应用于阿尔茨海默病小鼠模型和人类心脏中的动脉粥样硬化斑块。在阿尔茨海默病模型的组织样本中，该团队应用人工智能技术(AI)来识别疾病早期阶段的典型阿尔茨海默病斑块，这是其他任何方法都难以检测到的。随后对斑块的蛋白质组学分析提供了对受阿尔茨海默病影响的蛋白质的无偏倚和大规模研究，揭示了可能是阿尔茨海默病生物标志物的新分子参与者。在人类心脏中，研究人员对动脉粥样硬化斑块周围组织的组成感兴趣，这些组织在组织清理后很快就能看到。人工智能检测和机器人对组织的提取再次允许识别与主动脉斑块相关的人类心脏细胞中失调的分子通路。这些结果是关键的发现，因为它们为发现潜在治疗的新靶点奠定了新的基础。

 

 

    该研究开发的全新的空间蛋白质组学技术DISCO-MS，让我们能够实现在疾病的早期精准地“逮住”患病细胞并实现精细化研究，这将为疾病的早发现和早治疗提供新的利器。随着人工智能技术（AI）和以蛋白质组学技术为代表的多组学技术的不断发展与融合，我们将能够越来越清晰地看到许多疾病的内在本质，也能够越来越精准地抓住其弱点，进而实现越来越精准的疾病诊断和疾病治疗，不断地推动让技术赋能医学，造福越来越多的患者。