在整體組織或器官的層面進行蛋白質組學研究，有助于揭示復雜的生物功能。然而，組織通常由多種不同類型的細胞組成，這些細胞分布在不同的解剖區域，并且表現出顯著的異質性。常規的蛋白質組分析方法常常導致數據的平均化，并伴隨大量空間信息的損失。
單細胞組學技術的快速發展，使得研究人員能夠在單細胞水平上探索遺傳學、轉錄組學、表觀遺傳學和蛋白質組學。然而，單細胞技術在將細胞從其原生環境中分離的過程中，也犧牲了重要的空間信息，這使得我們難以解析諸如組織異質性等復雜問題。為了解決這一挑戰，空間組學應運而生，它旨在精確識別不同區域的位置，從而解析組織細胞的復雜多樣性。2022年，空間多組學被《Nature》評選為最值得關注的七項技術之一。
空間轉錄組學技術使我們可以在基因表達層面揭示不同組織和細胞之間的基因表達差異。然而，由于轉錄與蛋白質之間相關性通常較低，而蛋白質則是細胞功能的直接執行者，因此，了解靶組織內空間異質性的分布對于藥物治療至關重要。準確量化這種空間分布，有助于揭示治療成敗的機制，并為直接治療和工程干預提供理論支持。因此，進行單細胞及單細胞核分辨率的空間蛋白質組學分析顯得尤為重要。近期，空間蛋白質組學（spatial proteomics）被《Nature Methods》評選為2024年度技術，展現其在揭示生物復雜性、推進精準醫學和癌癥研究中的革命性作用。
西湖歐米推出的FAXP?（Filter-aided expansion proteomics, FAXP）結合了基于水凝膠的組織膨脹、濾膜輔助的樣本制備流程和高分辨率Orbitrap Astral質譜，研究人員能夠在組織水平上進行單細胞及亞細胞器分辨率的空間蛋白質表達分析。福爾馬林固定石蠟包埋（FFPE）組織是病理組織存儲和分析的黃金標準，全球數以億計的FFPE組織被儲存在生物樣本庫中。因此，增強對FFPE樣本的檢測和分析能力，可以大幅擴展空間組學技術在臨床問題中的應用范圍。而FAXP?則為FFPE樣本提供了一種穩健的空間蛋白質組學分析工作流程。
通過自動化樣品處理，空間蛋白質組學分析的體積分辨率提高了145倍，分析速度提升約一倍，而蛋白質識別數量增加了255%。特別是在亞細胞器蛋白質組學分析中，結合激光捕獲顯微切割技術（LCM），進一步提高了檢測的靈敏度和準確性。
在小鼠肝臟FFPE切片的分析中，我們評估了優化后的水凝膠對組織膨脹的影響，包括在細胞和整個組織切片水平上的膨脹系數定量分析，展示了微觀與宏觀的膨脹均一性。通過這種技術，研究人員能夠在DDA和DIA模式下，對低體積組織樣本中進行高效的肽段和蛋白質鑒定，特別是在體積小于3054 nL的樣本中，表明FAXP?具有顯著的優勢。
此外，采用FAXP?技術進行的高通量分析，比較了不同疾病進展階段的組織樣本，揭示了組織內的異質性。這項技術能夠在同一切片中對正常組織、低級別異型增生、高級別異型增生及癌組織進行有效的比較分析，展現了其在臨床應用中的潛力。
通過對不同患者的研究結果進行熱圖評估，驗證了FAXP?工作流程的可重復性和可靠性。這項技術不僅能夠在科學研究中發揮重要作用，也為臨床疾病的研究提供了新的視角和思路。西湖歐米正在積極推進FAXP?的科研服務及商業化試劑盒，助力廣大科研人員探索高分辨率的空間蛋白組學分析，具體細節可咨詢我們。
總之，空間蛋白質組學為醫療領域帶來了新的機遇，特別是在精準醫學和癌癥研究方面，FAXP?技術的發展無疑將推動生物醫學的前沿研究。
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