近年来，单细胞分解技巧取得了遍及的开展，已逐渐告终细胞异质性的多维度深度解析。然而，细胞间的纷乱彼此感化同样受到细胞异质性的影响。守旧的细胞彼此感化讨论普通基于群体细胞举行，无法评估细胞异质性对细胞互作的影响，因此，发展单细胞水准的靶向配对及互作讨论拥有要紧意思，但仍面对诸多技巧挑拨。目前，单细胞配对的告终紧要基于关闭式微流控芯片技巧和随机液滴配对技巧，受限于高难度的芯片加工与配对的随机性，限度了其正在单细胞靶向配对与互作机造讨论中的遍及操纵。何如告终“轻易指定A细胞+B细胞”的配对及细胞互作的多维度深度表征，是亟待冲破的枢纽技巧困难。

　　指日，来自浙江大学化学系的方群教育团队正在Advanced Science杂志上揭晓了著作Single cell-pair proteomics for decoding immune-cancer cell interactions，他们斥地了一种基于自愿化机械人技巧和微流控液体操控技巧的高精度单细胞靶向配对平台，并操纵于成对单细胞的活细胞及时显微成像和卵白质组学分解，正在单细胞水准上告终细胞间彼此感化的多维度表征与机造讨论。正在单细胞卵白质组学方面，基于同位素代谢标帜手段，初次正在成对单细胞中告终了跨越1000种卵白质的判决深度，为单细胞靶向配对与互作机造讨论供给了要紧的技巧办法安定台。

　　团队斥地的单细胞靶向精准配对平台充沛表现了怒放式微流控技巧操作乖巧、轻巧、多多效力的上风，告终单细胞靶向缉捕、精准配对和无损接纳的技巧冲破。基于该平台的单细胞“缉捕”、“配对”和“接纳”可能动作三个基元操作，差异与共聚焦荧光显微成像、活细胞使命站共造就、LC-MS/MS分解等模块乖巧组合，初次告终了成对单细胞彼此感化举动及时监测和深度卵白质组学分解的协同表征，并出现出与其他多维度分解模块整合的广大潜力，希望告终成对单细胞互作举动的多模态表征讨论。

　　该平台由单细胞配对操控模块、活细胞共造就和共聚焦荧光显微监测模块、单细胞卵白质组学分解模块三局限构成。个中，单细胞配对操控模块是平台的焦点，基于讨论团队自研的序控液滴阵列 （SODA） 技巧斥地构修，主体为自愿化微流控液体操控机械人，行使毛细管探针与纳升级流体驾驭泵，告终“所见即所得”的单细胞靶向缉捕、精准配对和无损接纳。正在对该平台的测试与评估中，其单细胞配对的告捷率高达95%，最高配对速率为60 s/对，单细胞配对前后的细胞活性无明显改变，而且可能告终主意单细胞对的全接纳。基于明场与荧光显微成像效力，可告终单细胞表观形式、活性状况的及时监测，得到主意单细胞的表观形式学消息。

　　针对癌症免疫疗法 （CIT） 临床疗养中存正在的个人肿瘤与免疫反映异质性题目【2, 3】，讨论团队将单细胞靶向精准配对平台操纵于免疫细胞与癌细胞彼此感化的讨论，正在单细胞水准解析细胞异质性对免疫肿瘤互作反映的影响，为提升CIT临床疗养的有用性供给技巧与手段学根本。采用NK92MI免疫细胞和K562肿瘤细胞的单细胞靶向配对模子，共搜求了100组NK92MI-K562细胞对，举行单细胞免疫肿瘤彼此感化的举动讨论。基于荧光显微成像的延时动态录像结果注解，免疫-肿瘤细胞对的天然杀伤举动存正在异质性，约有24%的肿瘤细胞被告捷杀伤，而且张望到极少数免疫细胞凋亡的情景，正在单细胞水准上验证了NK细胞的细胞毒性异质性。

　　正在免疫-肿瘤细胞对的单细胞卵白质组学分解中，讨论团队立异性地行使SILAC坚固同位素代谢标帜手段，对细胞对中每个细胞的卵白质组学消息举行解耦独立分解。该手段先采用包括同位素标帜试剂 （本尝试选取13C615N4-Arg 和13C615N2- Lys） 的细胞造就基，对个中一种主意细胞举行孵育，并验证同位素标帜功用高于95%时举行细胞配对和互作讨论。基于非同位素 （Light） 和同位素 （Heavy） 标帜的区别，可通过软件分解息争耦质谱数据来获取主意细胞对中单个细胞相对应的卵白质组表达谱消息。基于数据非依赖性采撷 （DIA） 质谱手段正在单细胞卵白质组分解中的上风，讨论团队冲破DIA采撷形式正在SILAC标帜质谱数据解耦中的数据分解瓶颈，对43组标帜的NK92MI-K562细胞对举行基于SILAC的细胞对卵白质组学分解：正在10个细胞毒性细胞对中均匀判决出1163±62个卵白质组，正在33个非细胞毒性细胞对中均匀判决出1227±91个卵白质组。通过分歧的标帜通道分别和定量分歧细胞开头的卵白质表达，从而正在单细胞水准上分解与分歧细胞表型相对应的分别卵白质表达。这种手段不光可能无误且整个地分解细胞对的深度卵白质组学消息，还觉察了拥有分歧效力的NK细胞亚群，并判决出癌症疗养的要紧生物记号物。这注解该平台正在解析免疫细胞与肿瘤细胞彼此感化，分解免疫反映异质性以及预测癌症免疫疗养中的生物记号物方面拥有怪异的才具，可能供给更厚实且整个的卵白质组数据集。

　　总结而言，该平台为单细胞彼此感化的多维度表征和机造讨论供给了一种全新的有力办法。它动作一种有用的单细胞配对和分解用具，依托单细胞“缉捕”、“配对”和“接纳”的三个基元操作，正在无误性、适用性和兼容性方面拥有明显上风。他日可能正在此平台根本上联合多组学分解手段，以更整个地判辨免疫反映异质性的分子根本，有帮于觉察有价格的生物记号物，并为斥地新的、更有用的癌症疗养办法奠定分子根本。

　　本文协同第一作家为浙江大学化学系博士生许钦沁、浙江大学化学系博士后蒋易蓉，协同通信作家为浙江大学化学系方群教育、浙江大学化学系潘修章副讨论员、浙江大学杭州国际科创中央杨奕博士。