空间蛋白质组学是一项前沿的研究技术，它在传统蛋白质组学所提供的丰富分子信息基础上，进一步揭示了分子在细胞或组织中的空间分布。这一技术对理解生物功能、疾病机制及其治疗效果具有重要意义。2024年度，《Nature Methods》将空间蛋白质组学选为年度方法，反映了行业对其应用潜力的广泛关注和认可。

当前，质谱空间蛋白质组学技术主要包括基于MALDI的质谱成像、激光显微切割及膨胀水凝胶放大后的切割等方法。然而，质谱成像的检测种类受到限制，而后两者的高成本和质谱检测通量要求则限制了其在研究中的应用。2025年2月，中国科学院动物研究所赵方庆教授团队与国家蛋白质科学中心的王贵宾博士合作，在《Cell》杂志上发表了一篇题为“基于微流控技术和迁移学习的复杂组织高分辨率空间蛋白质组学”的研究文章。该研究整合了微流控技术和人工智能算法，开发了一种名为PLATO的新型高分辨率空间质谱蛋白质组学平台，能够实现对组织切片中数千种蛋白质的精准映射。

技术创新与优势

高通量原位蛋白采样技术

PLATO平台采用微流控技术来获取三个连续切片，第一、三片在不同角度下进行平行流蛋白质组分析，中间切片则用于组织学染色或生成参考组学数据。切片在微流控芯片上进行消化，肽段被提取并进行LC-MS/MS的定量分析。

微量蛋白质组学质谱检测的稳定性

本研究采用QExactive HF质谱仪的DIA模式，以每天处理40个样本的高通量进行微量样本的可靠和可重复定量，确保了质谱检测的高定量准确性与稳定性。

基于深度学习的空间重构算法

研究团队开发的Flow2Spatial算法利用迁移学习，通过图像或空间代谢/转录组结果与平行流投影值重建高分辨率的蛋白质空间分布。这种策略显著减少了切片数量及测量次数，降低了样本制备及测量的成本。

PLATO平台亮点

高分辨率蛋白质映射

PLATO平台能以25μm的高空间分辨率对组织切片中的蛋白质进行定量分析，帮助研究人员清楚地了解蛋白质在细胞和组织区域的分布，从而更好地理解其生物功能。

广泛的组织兼容性

无论是小鼠、大鼠还是人类组织，PLATO平台都表现出优良的兼容性，能够在各种生物样本中实施高效的蛋白质组学研究。

在乳腺癌研究中的应用

在乳腺癌研究中，PLATO展示了出色的应用潜力。通过高分辨率蛋白质映射，PLATO能够识别不同肿瘤亚型，发现关键的失调蛋白质，为肿瘤的诊断和治疗提供了新的方向。

总结与展望

PLATO平台以其微流控高效采样、微量蛋白质谱检测和人工智能算法结合，标志着高分辨率空间蛋白质组学的重大进展。该技术不仅展现了在不同物种和组织类型中的普适性，还有望在临床研究中发挥更大作用。未来，我们希望进一步提升PLATO平台的空间分辨率，增加可检测蛋白的数量，并探讨在其他类型组织和疾病研究中的应用前景。

尊龙凯时的技术创新不仅推动了科学研究的进步，更为临床应用提供了实用工具，期待PLATO在生命科学领域中继续发挥其重要作用。

专家访谈中，赵方庆教授提到PLATO平台在微流控芯片上的应用和样本制备流程的优化。这一领域还有许多挑战，有待进一步深入探索，这将为未来的研究和应用铺平道路。