2023年2月26日，西湖大学医学院的郭天南教授、哈佛医学院的Judith A. Steen教授，以及马克斯·普朗克生物化学研究所的Matthias Mann教授，在《Nature》期刊上共同发表了综述文章《Mass-spectrometry-based proteomics: from single cells to clinical applications》。这篇文章是自2016年由蛋白质组学领域的领军人物Ruedi Aebersold和Matthias Mann发布以来，近十年来的又一重要总结。2016年，前者的综述文章系统回顾了近十年来质谱基础上蛋白质组学技术的发展历程和重大进展，详细介绍了该领域的全流程革新。

作者指出，通过硬件与软件技术的创新与推广，基于质谱的蛋白质组学技术已实现从常规生物样本到单细胞及空间分辨分析的广泛应用，大幅提升了蛋白质的鉴定、定量及结构解析的精确性。文中还探讨了蛋白质组学向临床应用转化的潜力及面临的挑战，包括疾病生物标志物的发现及多标志物检测方法的发展，同时强调了靶向蛋白质组学技术在疾病诊断和精准治疗中的应用前景。最后，作者展望了未来蛋白质组学的发展方向，认为在自动化、多组学数据整合及人工智能（AI）驱动下，该领域将进一步突破现有局限，为揭示复杂生物系统和疾病机制提供新视角，推动精准医疗的实现。

基于质谱的蛋白质组学技术概述

近年来，随着自动化与标准化技术的引入，生物样品前处理流程的效率和重复性显著提高，诸如福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织和考古样本等多种样本类型均可被成功分析。在色谱分离方面，现代质谱仪的高灵敏度使得传统纳升级流速逐渐被微升级流速取代，显著提升了色谱方法的稳健性。与此同时，质谱仪器本身也在不断进步，虽然Orbitrap分析仪依旧占主导地位，但新型飞行时间（TOF）分析仪如timsTOF和Astral分析仪也展现出强大的性能。

质谱蛋白质组学的应用

文章从七个不同的角度展示了基于质谱的蛋白质组学在解析生物系统中的多维应用。通过表达蛋白质组学，研究人员能够揭示蛋白质在不同生理或病理条件下的定量变化；而相互作用蛋白质组学则聚焦于解析蛋白质与其他分子之间的动态交互。翻译后修饰和结构蛋白质组学分别从功能调控和结构解析的角度，描述了蛋白质的动态变化；化学蛋白质组学与单细胞蛋白质组学则进一步拓展了应用边界，前者为药物发现提供了新工具，后者则解决了细胞异质性研究的技术瓶颈；空间蛋白质组学则通过保持器官原有的空间信息，使研究者能够更直观地理解生物学功能及病理过程。

将蛋白质组学应用于临床

文章还探讨了如何将成熟的质谱技术转化为临床应用，以改善疾病的诊断、预后评估和治疗决策。血液样本被视为潜在生物标志物的宝库。然而，由于血浆中蛋白质丰度跨度巨大，给定量分析带来了挑战。凭借液体样本自动化系统和高灵敏度质谱仪的不断进步，现有质谱工作流程已经可以对未经处理的血浆样本进行有效分析。研究者努力提高检测深度，以实现对数千种蛋白的定量分析，以更全面地挖掘潜在生物标志物。

蛋白质组学的未来展望与AI的作用

最后，文章展望了基于质谱的蛋白质组学未来的发展前景，强调了PG电子在推动这一领域进步中的关键作用。随着诚品制备、数据采集策略的不断进化，蛋白质组学将在获得更深层次的蛋白质信息方面发挥重要作用。同时，AI的应用也将帮助提升研究效率、提高数据解析能力，实现对生物体系更深入的理解。总体而言，这些技术进步将使PG电子的质谱技术在生命科学及精准医疗领域的应用更加广泛，推动基础生物学研究和临床实践的革命性变革。