數(shù)據(jù)大揭秘--互生情愫的單細(xì)胞蛋白組學(xué)在生殖領(lǐng)域的應(yīng)用

02
小鼠單胚胎近3000蛋白的高鑒定深度、高可靠性

對(duì)小鼠單個(gè)胚胎進(jìn)行單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如圖1A所示，單胚胎四次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的平均蛋白鑒定數(shù)達(dá)到了2800+。此外，對(duì)多個(gè)小鼠胚胎（5胚胎、10胚胎、20胚胎）進(jìn)行上機(jī)測(cè)試，如圖1B所示，5胚胎、10胚胎、20胚胎的鑒定數(shù)量分別達(dá)到了3969、4155、4459。

進(jìn)一步的，對(duì)單胚胎的四組重復(fù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，如圖2所示，4組實(shí)驗(yàn)的定量相關(guān)性高達(dá)0.96，從而實(shí)現(xiàn)了結(jié)果的鑒定高深度和高穩(wěn)定性。

圖1 小鼠單胚胎及多胚胎蛋白鑒定深度

圖2 小鼠單胚胎鑒定蛋白的組間相關(guān)性

03

生殖領(lǐng)域蛋白質(zhì)組學(xué)應(yīng)用建議

中科新生命除提供單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)服務(wù)外，在方案設(shè)計(jì)、解決應(yīng)用方案也提供全方位服務(wù)，免除后續(xù)大數(shù)據(jù)分析難題。對(duì)于胚胎、卵細(xì)胞等生殖類(lèi)樣本的課題設(shè)計(jì)，通常采用不同發(fā)育階段的樣本（如卵細(xì)胞不同發(fā)育階段）或不同生理狀態(tài)下取得的生殖樣本進(jìn)行蛋白表達(dá)差異等生物學(xué)功能分析，以探究相關(guān)生物學(xué)過(guò)程中的關(guān)鍵調(diào)控因子。下面我們就以近兩年蛋白質(zhì)組學(xué)在生殖領(lǐng)域中的兩篇應(yīng)用文獻(xiàn)為素材，一起探究生殖領(lǐng)域方向具體的課題設(shè)計(jì)。

# 3.1

文獻(xiàn)題目：Integrative proteome analysis implicates aberrant RNA splicing in impaired developmental potential of aged mouse oocytes

發(fā)表期刊：Aging Cell（IF 11.005）

發(fā)表時(shí)間：2021.10

樣本類(lèi)型：小鼠卵母細(xì)胞

組學(xué)技術(shù)：蛋白質(zhì)組學(xué)（TMT）、轉(zhuǎn)錄組學(xué)

研究思路：

  評(píng)估三組來(lái)自不同年齡小鼠（8– 10周, 6– 8月,及10– 12月）的MII卵母細(xì)胞的數(shù)量和質(zhì)量；

  小鼠卵母細(xì)胞老化過(guò)程中差異性表達(dá)蛋白的鑒定；

  GO及KEGG分析表明差異性表達(dá)蛋白在RNA剪接中高度富集；

  使用轉(zhuǎn)錄組學(xué)發(fā)現(xiàn)，在生殖老化的老鼠中有更為顯著的胚胎異常剪接以及桑椹胚DNA損傷；

  基序分析及蛋白質(zhì)組學(xué)確定PUF60蛋白是一種潛在的核心剪接因子，降低生殖老化小鼠卵母細(xì)胞的發(fā)育潛能；

  差異剪接基因Cdk9剪接的改變模擬生殖老化小鼠早期胚胎質(zhì)量受損的表型。

圖1 三個(gè)年齡組MII卵母細(xì)胞的蛋白質(zhì)組學(xué)及生物信息學(xué)分析

小結(jié)：研究者通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)等方法，表明卵母細(xì)胞老化過(guò)程中剪接相關(guān)蛋白表達(dá)的變化導(dǎo)致選擇性剪接的異常調(diào)節(jié)是老化卵母細(xì)胞發(fā)育潛能下降的重要原因之一。對(duì)這一現(xiàn)象的深入了解有望為卵母細(xì)胞老化機(jī)制提供新的視角，從而為制定切實(shí)可行的干預(yù)措施以提升高齡產(chǎn)婦卵母細(xì)胞和胚胎質(zhì)量提供理論依據(jù)。

小評(píng)：這是一篇以不同生理狀態(tài)(不同年齡)下的生殖樣本（小鼠卵母細(xì)胞）為研究對(duì)象，以蛋白質(zhì)組學(xué)為主的技術(shù)手段，探究其生物學(xué)功能并挖掘關(guān)鍵調(diào)控因子。值得注意的是，文章中通過(guò)TMT蛋白質(zhì)組學(xué)，在375個(gè)卵細(xì)胞中共鑒定到4888個(gè)蛋白質(zhì)。

# 3.2

文獻(xiàn)題目：Single-Cell Quantitative Proteomic Analysis ofHuman Oocyte Maturation Revealed HighHeterogeneity in In Vitro–Matured Oocytes

發(fā)表期刊：Mol Cell Proteomics（IF 7.381）

發(fā)表時(shí)間：2022.7

樣本類(lèi)型：人卵母細(xì)胞

組學(xué)技術(shù)：單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)

研究思路：

圖2 實(shí)驗(yàn)流程及生信分析摘要

小結(jié)：研究者通過(guò)單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)對(duì)人類(lèi)GV、IVM和IVO卵母細(xì)胞進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)IVM卵母細(xì)胞的蛋白質(zhì)表達(dá)有很高的異質(zhì)性。對(duì)IVM卵母細(xì)胞和IVO卵母細(xì)胞之間差異蛋白的進(jìn)一步功能研究可能有助于提高IVM卵母細(xì)胞質(zhì)量。
 

小評(píng)：這是一篇以單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)為主要方法，比較不同卵母細(xì)胞（GV、IVM、IVO）蛋白表達(dá)差異的研究。值得注意的是，文章中優(yōu)化了蛋白提取與酶解，采用label-free方法進(jìn)行單細(xì)胞蛋白組學(xué)實(shí)驗(yàn)，共選取34個(gè)卵母細(xì)胞，定量到2094個(gè)蛋白，且單個(gè)細(xì)胞平均約1900個(gè)蛋白。

04

總  結(jié)

以上是中科新生命單細(xì)胞蛋白組學(xué)在生殖細(xì)胞中的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，若老師對(duì)后續(xù)的生信分析等感興趣，可以聯(lián)系我們，同時(shí)也希望以上的文獻(xiàn)能對(duì)各位老師的研究能夠有所幫助。此外，中科新生命所推出的單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)產(chǎn)品，除生殖細(xì)胞外，也兼容新鮮組織、培養(yǎng)細(xì)胞等多種細(xì)胞類(lèi)型，提供從單細(xì)胞分選、單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)檢測(cè)以及個(gè)性化生信分析等全流程服務(wù)，歡迎各位老師咨詢(xún)。