規則配列コロイド結晶カラムにより単一細胞空間プロテオミクスを高速化 (New Strategy Speeds Up Single-Cell Spatial Proteomics with Ordered Colloidal Crystal Column)

ad

2026-05-29 中国科学院(CAS)

中国科学院大連化学物理研究所の張麗華教授、梁宇教授らの研究チームは、単一細胞レベルの空間プロテオミクス解析を大幅に高速化する「秩序化コロイド結晶クロマトグラフィーカラム」を開発した。空間プロテオミクスは組織内のタンパク質分布を解析する技術であり、細胞の多様性や疾患メカニズムの解明に重要である。しかし、従来のレーザーキャプチャーマイクロダイセクション(LCM)とナノLC-MSを組み合わせた手法では、単一細胞分解能を実現するために膨大なサンプル数が必要となり、解析速度が大きな制約となっていた。研究チームは、直径800nmの単分散C18コロイド粒子を規則正しく配列した新規カラムを開発し、従来比約10倍となる200万段/m超の高い分離性能を達成した。この技術により、単一肝細胞切片から5分間で最大2,304種類、わずか2分間でも1,000種類以上のタンパク質を同定できた。さらに肝細胞癌組織へ応用し、正常肝領域から進行癌領域までのタンパク質分布や腫瘍内細胞集団の不均一性を高解像度かつ高速に解析することに成功した。本技術は疾患組織の分子地図作成や腫瘍微小環境研究の発展に貢献すると期待される。

規則配列コロイド結晶カラムにより単一細胞空間プロテオミクスを高速化 (New Strategy Speeds Up Single-Cell Spatial Proteomics with Ordered Colloidal Crystal Column)
A colloidal crystal chromatographic column assembled from 800 nm monodisperse C18 silica spheres exhibits a tenfold higher column efficiency than conventional sub-2 μm columns, enabling high-throughput spatial proteomics under ultra-short gradients with spatial resolution down to the single-cell level. (Image by SUN Haofei and LIANG Yu)

<関連情報>

秩序だったコロイド結晶カラムによって実現された、高スループットな単一細胞分解能空間プロテオミクス High-Throughput Single-Cell-Resolved Spatial Proteomics Enabled by an Ordered Colloidal Crystal Column

Haofei Sun, Chao Wang, Kun Guo, Shan Li, Jianhong Wu, Liming Wang, Baofeng Zhao, Zhen Liang, Yu Liang, Lihua Zhang, Yukui Zhang
Angewandte Chemie International Edition  Published: 27 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/anie.8045649

ABSTRACT

Spatial proteomics is essential to elucidate biological function and pathogenesis, for which nanoLC–MS coupled with tissue microdissection is a powerful tool. However, the throughput is limited by the time-consuming nanoLC–MS analysis of numerous microdissected slices. Herein, to boost the throughput of spatial proteomics, an ordered colloidal crystal column was developed for fast nanoLC–MS analysis of microdissected slices with low-input amounts, down to single-cell resolution. Contributed by a highly ordered arrangement of 800 nm colloidal particles, the column efficiency reached 2 560 000 plates·m−1, 10-fold higher than that of commonly used sub-2-µm particle packed columns, enabling robust and rapid peptide separation. With such a column, high-throughput nanoLC–MS analysis was achieved, as demonstrated by the identification of 5942 and 4388 proteins from 250 pg HeLa digests using 5- and 2-min gradients, respectively. More notably, the column exhibited exceptional performance in single-cell spatial proteomics, enabling the identification of up to 2304 proteins from a single hepatocyte slice within only a 5-min gradient. Even under an ultrarapid 2-min gradient, up to 1292 proteins were identified from single-cell slices, which is 16 times faster than conventional methods. All these results demonstrated great promise of the colloidal crystal column for high-throughput spatial proteomics with single-cell resolution.

生物化学工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました