5月 CNS文献精选1 ▏Science 细胞内蛋白质编辑技术实现内源蛋白中非经典氨基酸的整合2 ▏Cell Systems 邻近蛋白质组学助力复杂组织中单细胞类型空间蛋白质组的一体化解析3 ▏Nature Communications 人类血浆蛋白质组遗传调控的性别差异4 ▏Nature Communications 转录组、蛋白质组和代谢组学联合分析揭示重症恶性疟疾亚型共有的炎症特征和通路5 ▏Nature Aging 脑脊液蛋白质组学揭示额颞叶变性的分子特征6 ▏BioRxiv 磁珠富集血浆蛋白质组学中的前分析偏倚因素7 ▏Science Advances 肝癌肿瘤内异质性的无创预后分类及多组学解析和治疗意义8 ▏Nature Biotechnology 大鼠海马体内源性单细胞蛋白质组的规模化解析9 ▏Cancer Cell 泛癌蛋白质图谱：基于质谱的肿瘤生物学、 生物标志物与治疗靶点发现全景图细胞内蛋白质编辑技术实现内源蛋白中非经典氨基酸的整合Intracellular protein editing enables incorporation of noncanonical residues in endogenous proteins2025 年 5 月 1 日，宾夕法尼亚大学George M. Burslem与Ophir Shalem团队带来了突破性进展——他们开发出一项革新性的“蛋白质编辑”技术，实现了在活体哺乳动物细胞中首次精准植入非标准氨基酸和化学标记至内源性蛋白质。该技术核心依托于分裂内含肽的精密调控系统。团队选用了两对正交分裂内含肽Gp41-1（剪接半衰期约 5 秒）和AvaN：Npuc（剪接半衰期约 1 分钟），构建了串联反式剪接体系。利用CRISPR-Cas9技术，受体蛋白（intein acceptor）被精确插入目标蛋白的特定位点，包含Gp41-1N和NpucC两个分裂结构域，中间连接mNeonGreen211荧光蛋白与Myc标签作为临时标记。供体蛋白通过大肠杆菌重组表达，携带目标插入序列（如HA标签、非天然氨基酸等）及对应的Gp41-1C和AvaN结构域。当供体蛋白通过电穿孔或脂质纳米颗粒递送进入细胞后，两组分裂内含肽先后完成反式剪接，实现功能模块的精确嵌入，同时彻底去除内含肽结构，确保目标蛋白结构的完整与功能的实现。▼扫码阅读原文邻近蛋白质组学助力复杂组织中单细胞类型空间蛋白质组的一体化解析All-at-once spatial proteome profiling of complex tissue context with single-cell-type resolution by proximity proteomics空间蛋白质组学可通过激光显微切割-质谱联用技术（LMD-MS）和抗体成像手段，对组织结构进行深度解析。然而，采样精度、检测通量与蛋白质组覆盖度之间的权衡，仍然限制了现有策略的广泛应用。对此，南方科技大学田瑞军教授团队提出了一种创新性的空间蛋白质组邻近标记技术（PSPro）。该方法结合高特异性的抗体靶向生物素化与高效的亲和纯化流程，实现在单张组织切片中、亚微米分辨率下对特定细胞类型蛋白质组的精准捕获。通过参数优化与系统验证，PSPro在与传统的流式细胞术（FACS）及激光显微切割蛋白质组学流程对比中展现出优异的性能。进一步的应用研究中，研究团队将PSPro应用于肿瘤和脾脏组织切片，成功从 10 种不同细胞类型中富集到数千种蛋白质，涵盖多种已知细胞标志物。通过将LMD技术整合进PSPro流程，研究者得以在同一组织切片中实现细胞亚群的空间蛋白质组对比，揭示了胰腺癌组织中肿瘤细胞与免疫细胞间的蛋白质表达异质性。总体而言，PSPro以简便、可拓展的操作流程，将传统的“抗体-表位”识别范式拓展为适用于空间生物学研究的“抗体-细胞类型蛋白质组”新模式，为复杂组织微环境中的蛋白质组研究提供了强有力的技术支持。▼扫码阅读原文人类血浆蛋白质组遗传调控的性别差异Sex differences in the genetic regulation of the human plasma proteome许多疾病在发生、发展及预后方面表现出显著的性别差异，其背后的生物学机制仍不明确。伦敦玛丽女王大学研究团队系统分析了两个大型人群队列（包括 30307 名女性和 26058 名男性）中血浆蛋白质组（涵盖 5800 多种蛋白质）在遗传调控层面的性别差异。结果显示，超过三分之二的蛋白质在表达水平上存在显著的性别差异。然而，与此相比，蛋白质水平的遗传效应在男女之间高度保守，仅发现 103 个具性别差异的蛋白质定量性状位点（sd-pQTLs），分别占使用的抗体平台检测位点的 2.9% 和 0.3%。这表明，性别对蛋白质遗传调控的影响总体较为有限。在这些 sd-pQTLs 中，约三分之一呈现性别特异性的调控模式：30 个位点仅在单一性别中发挥效应，而 CDH15 基因位点则表现出性别相反的调控趋势。进一步结合英国生物样本库中 365 项表型指标进行的泛表型关联分析并未发现明确证据表明这些 sd-pQTLs 可解释性别相关的疾病风险差异。该研究表明尽管蛋白表达水平存在广泛的性别差异，但其遗传调控在性别间总体一致。这一发现为基于遗传学的药物靶点发现与验证提供了重要参考。▼扫码阅读原文转录组、蛋白质组和代谢组学联合分析揭示重症疟疾综合征共有的炎症特征和通路A shared inflammatory signature across severe malaria syndromes manifested by transcriptomic, proteomic and metabolomic analyses恶性疟原虫感染的临床进展机制一直是疟疾研究的核心问题之一。马里巴马科科技大学联合马里兰大学医学院研究团队，针对来自马里的 79 名儿童，开展了系统的多组学整合分析，涵盖转录组、蛋白质组和代谢组数据，深入比较脑型疟疾（CM）、重度疟疾性贫血（SMA）以及CM合并SMA患者与非重症疟疾对照组之间的分子特征，揭示了不同重症疟疾亚型中的共性与特异性炎症机制。研究发现，MMP8、IL1R2和ARG1在所有重型疟疾亚型中一致显著上调，提示存在共同的系统性炎症标志；其中，金属蛋白酶组织抑制因子1（TIMP1）在CM中表达最为显著，与MMP8/MMP9的高表达协同揭示了金属蛋白酶通路在中枢神经系统病理过程中的关键作用。此外，脑型疟疾患儿的L-精氨酸代谢物水平明显下降，结合ARG1的升高，提示可能存在通过精氨酸代谢紊乱导致脑血管舒张受限的潜在机制。本研究通过多组学交叉验证的方式，系统刻画了重症疟疾的炎症级联反应特征，不仅深化了对疾病机制的理解，也为靶向治疗策略和炎症相关生物标志物的开发提供了新的方向。▼扫码阅读原文脑脊液蛋白质组学揭示额颞叶变性的分子特征Large-scale network analysis of the cerebrospinal fluid proteome identifies molecular signatures of frontotemporal lobar degeneration额颞叶变性（FTLD）的病理生理机制及其对应的生物标志物研究仍有待深入探索。加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所 Rowan Saloner 团队及合作者采用适配体蛋白质组学技术，对 116 名携带FTLD相关致病突变（C9orf72、GRN、MAPT）的个体及 39 名非携带者的脑脊液样本进行深入分析，检测超过 4000 种蛋白质，构建出 31 个蛋白共表达模块。研究发现，多个蛋白模块与FTLD的临床表型高度相关，RNA剪接相关模块在C9orf72和GRN突变组中显著上调，而细胞外基质模块则在MAPT突变组中呈特异性升高，二者均与临床疾病严重程度密切相关；而突触/神经元功能模块及自噬相关模块普遍下调，提示与神经元功能受损和蛋白质稳态紊乱有关。此外，该遗传性FTLD蛋白质组特征在两个独立队列（散发型进行性核上性麻痹-理查德森综合征和额颞叶痴呆谱系综合征）中获得了成功验证，表明其具有良好的生物学稳定性和广泛适用性。▼扫码阅读原文磁珠富集血浆蛋白质组学中的前分析偏倚因素 Pre-Analytical Drivers of Bias in Bead-Enriched Plasma Proteomics基于纳米材料的富集技术已成为突破血浆蛋白质组学动态范围限制、提升检测深度的重要手段。然而，其在不同样本条件下的稳定性仍缺乏系统验证。德国马克斯·普朗克生物化学研究所 Philipp Emmanuel Geyer / Matthias Mann 团队通过添加低丰度蛋白质标准品及设定细胞污染模型，系统评估了五种血浆蛋白质组学处理流程：包括三种磁珠富集法、高氯酸沉淀法（PCA-N）与常规直接血浆检测，在低丰度蛋白质检测方面的能力与对血细胞污染敏感性方面的表现。研究发现，磁珠法虽能提升低丰度蛋白质检出率，但对血小板和外周血单个核细胞（PBMC）污染极为敏感，微量污染即可导致蛋白质鉴定数虚高；相比之下，PCA-N方法对红细胞污染展现出较强耐受性。进一步通过外源酵母蛋白质与细胞污染模型，以及不同采血与离心条件，提出了定量化的污染评估策略和样本处理优化建议，强调在临床蛋白质组研究及生物标志物发现中加强样本质量控制的必要性。▼扫码阅读原文肝癌肿瘤内异质性的无创预后分类及多组学解析和治疗意义Noninvasive prognostic classification of ITH in HCC with multi-omics insights and therapeutic implications肝细胞癌（HCC）的肿瘤内异质性（ITH）是导致其治疗失败和疾病复发的重要因素。但传统活检手段样本获取困难、成本高、并发症风险大，且易受样本偏差影响，难以准确评估 ITH。如何以无创、全面的方式解析ITH，仍是重大挑战。浙江省肝脏疾病精准诊治重点实验室、浙江大学医学院附属邵逸夫医院梁霄教授团队首次构建了基于核磁共振成像（MRI） 的无创性肝癌ITH预后分型系统（RITH），并通过多组学分析揭示其分子机制，为肝癌的精准诊疗提供了全新方向。研究收集 5 个中心 851 例肝癌患者数据，从多序列 MRI 提取 ITH 相关影像组学特征，构建并验证 RITH 表型；结合转录组学和代谢组学数据，明确其分子机制；进一步基于RITH分型筛选潜在治疗策略，并在外部及TCGA-TCIA数据集中验证。结果显示，细胞外基质-受体相互作用通路可作为高RITH肿瘤的潜在靶点。本研究通过放射组学与多组学融合，实现了ITH的无创精细分型，为肝癌个体化治疗策略的开发奠定基础。考虑到影像检查在肿瘤诊疗中的广泛应用，该方法也为其他实体瘤的多组学整合分析提供了通用框架。▼扫码阅读原文大鼠海马体内源性单细胞蛋白质组的规模化解析Proteoform profiling of endogenous single cells from rat hippocampus at scale美国西北大学 Jared O. Kafader 和 Neil L. Kelleher 团队开发并应用了一种新型单细胞蛋白质变体成像质谱技术（scPiMS），实现了对 10809 个大鼠海马单细胞中完整蛋白质变体的高通量、无标记检测，突破了当前单细胞蛋白质组学在通量和蛋白解析深度方面的技术瓶颈。该方法基于 Orbitrap 平台和液体采样技术，平均每个细胞检测到约 4798 个蛋白质变体离子，并借助 PAScore 算法将其中 1289 个离子准确匹配至 165 种已知蛋白质形式。结合自主开发的数据分析工具和通路富集方法，研究团队成功将 93% 细胞分类为神经元（72%）、星形胶质细胞（15%）和小胶质细胞（6%）。进一步分析表明，蛋白质变体的表达特征和通路活性可有效区分细胞类型，验证了其在细胞异质性解析中的重要价值。▼扫码阅读原文泛癌蛋白质图谱：基于质谱的肿瘤生物学、 生物标志物与治疗靶点发现全景图The pan-cancer proteome atlas, a mass spectrometry-based landscape for discovering tumor biology, biomarkers, and therapeutic targets阿姆斯特丹自由大学 Connie R. Jimenez 团队联合西湖大学医学院郭天南团队，基于高通量 DIA-MS 技术构建了覆盖 22 种癌症的泛癌蛋白质图谱（TPCPA）。该图谱系统刻画了不同癌种间及同种癌内部的蛋白质表达特征，识别出一系列泛癌与癌种特异性蛋白标志物、潜在治疗靶点及亚型分类器。研究在结直肠癌 CMS 亚型与免疫特征的蛋白质水平解析中展现出良好的临床应用前景，并通过开放在线平台，全面共享数据资源。该研究不仅填补了转录组与蛋白质表达之间的认知鸿沟，也从新的分子视角加深了对癌症异质性的理解，为靶点发现与蛋白质水平的癌症分类工具开发提供支持。同时，DIA-MS 在 FFPE 样本中的高通量、良好重复性也为生物标志物的临床转化奠定了坚实的技术基础。▼扫码阅读原文
