BD AbSeq——蛋白质与mRNA表达同步检测
蛋白质作为细胞功能的核心执行者,广泛参与细胞代谢、结构维持、信号转导等关键生命活动,其表达水平与修饰状态的精准检测,是深入解析细胞生理状态、阐明细胞功能机制的核心前提,对单细胞生物学研究具有重要的科学意义。
在单细胞分析领域,流式细胞术是蛋白质检测的传统常用技术,该技术依托荧光标记抗体实现细胞内蛋白质的特异性检测,但存在显著局限性:受荧光光谱重叠效应影响,其检测通道有限,难以实现蛋白质的高通量分析;同时,针对低表达蛋白质的检测灵敏度不足,无法满足微量蛋白检测需求。尽管质谱流式细胞术在检测通量与灵敏度上有所提升,但受限于设备成本高昂、操作流程复杂、样本前处理要求严苛,且无法实现细胞代谢活动的同步检测,使其在大规模单细胞蛋白分析中的应用受到极大制约。因此,开发兼具高灵敏度、高通量特性的单细胞蛋白分析技术,成为推动单细胞多组学研究发展的迫切需求。
微流控技术的迭代升级为单细胞精准分析提供了技术支撑,该技术可实现微小空间内细胞与试剂的精准操控,高效完成单细胞捕获、裂解、反应及检测等一系列实验流程。基于微流控技术开发的BD AbSeq技术,成功突破传统技术瓶颈,实现了单细胞水平蛋白质的高通量、高灵敏度检测,成为单细胞多组学研究的核心工具。
本文将重点介绍单细胞多组学研究利器——BD AbSeq技术,该技术可在单一实验中同步检测单细胞内蛋白质与mRNA的表达水平,既能深化对蛋白质生物学功能的认知,又能显著提升单细胞研究的效率,加速科研成果转化。
技术原理大揭秘
BD AbSeq技术核心依托寡核苷酸偶联抗体(Ab-oligos)创新技术,通过高通量测序数据实现蛋白质表达水平的精准量化。在该技术体系中,每一种抗体克隆均特异性偶联一段独特的寡核苷酸序列,该序列包含抗体特异性条形码(ABC),同时在其3'端设有poly(A)序列、5'端设有通用PCR扩增序列。实验过程中,通过二代测序技术对抗体特异性条形码(ABC)进行解码,即可精准获取目标蛋白质的表达丰度;当BD AbSeq技术与单细胞分析系统联合使用时,可实现同一样本中mRNA与蛋白质表达水平的同步检测,为单细胞多组学整合分析提供了高效技术路径。
技术优势亮点多
一、多组学分析助力精准细胞类型鉴定
BD AbSeq技术的核心优势的在于可同步提供高参数蛋白质表达数据与单细胞RNA-Seq数据,通过补充细胞类型特异性标志物信息,显著优化细胞聚类效果,助力研究人员更精准地表征细胞特性,深入阐明从mRNA转录到蛋白质翻译调控全过程的生物学机制。例如,在健康个体外周血单核细胞(PBMCs)的分析研究中,整合mRNA与蛋白质的多组学数据,相较于单一mRNA数据,能够更精准地定义细胞亚群,实现更清晰的细胞聚类,提升细胞类型鉴定的准确性。
二、精准检测低表达mRNA相关蛋白靶点
在mRNA与蛋白质表达水平不相关的场景中,BD AbSeq技术的优势尤为突出。以CD4和γδTCR受体检测为例,基于蛋白质表达数据可精准定义更细分的细胞亚群;针对mRNA低表达、传统技术难以检测的PD1靶点,BD AbSeq技术可精准识别其蛋白质水平的表达差异,为药物反应机制研究、靶点筛选提供关键数据支撑,具有重要的临床转化价值。
三、助力发现新的差异表达基因与生物标志物
CD45基因的不同剪接异构体(CD45RA和CD45RO)无法通过3’RNA-seq技术区分,而BD AbSeq技术可精准区分表达这两种异构体的初始T细胞(naïve T细胞)与记忆T细胞(memory T细胞)亚群。依托多组学整合分析能力,该技术可实现异质细胞群中基因表达的全面解析,助力研究人员发现新的差异表达基因与特异性生物标志物,为疾病诊断、预后评估提供新的研究方向。
四、实时观察免疫细胞早期激活反应
在免疫细胞激活机制研究中,BD AbSeq技术可同步分析免疫细胞早期RNA与蛋白质的表达变化,清晰捕捉细胞刺激4小时后多种激活标志物的动态变化特征;同时,可基于细胞反应差异定义新的细胞亚群,为免疫相关生物标志物的筛选、免疫激活机制的阐明提供强有力的技术支持。
五、深入探究基因调控机制
通过添加小分子抑制剂,抑制外周血单核细胞(PBMCs)激活过程中的转录、翻译及蛋白酶体活性,结合BD AbSeq技术与BD Rhapsody平台进行联合分析,研究发现TNF mRNA与CD69蛋白在不同细胞类型中的调控机制存在显著差异。该技术为探索复杂样本中多种细胞类型的基因调控网络、解析基因表达调控机制提供了全新思路与技术方法,推动单细胞多组学研究向更深层次发展。
