近年来，随着单细胞样品制备和高灵敏液质联用技术（nanoLC-MS/MS）的快速发展，对于单个哺乳动物细胞内的蛋白质组和多组学分析已经取得了显著进步。然而，细胞作为生命活动的基本单元，需要通过细胞间相互交流和作用以协同完成各种生物学功能。分泌组是细胞合成后通过各种机制分泌到细胞外空间的蛋白质，包括分泌蛋白和细胞外囊泡（EV）蛋白等，是介导细胞间通讯的重要介质。研究不同状态下单个细胞分泌组的表达变化，不仅可以发现隐藏在群体平均值下的细胞分泌异质性和协调性等信息，而且对于深入理解细胞功能、预测患者免疫反应以及加速药物开发‌等具有重要意义。

相比于胞内蛋白，单细胞分泌组含量更低，并且在生理培养条件下易受血清高丰度蛋白的干扰。因此，目前单细胞分泌组分析主要依赖于抗体法，仅能实现不超过42种目标蛋白质的检测，单细胞分泌组的非靶向大规模分析尚未见报道。近日，中国科学院大连化学物理研究所张丽华研究员、袁辉明研究员团队通过将非天然氨基酸代谢标记、基于点击化学的选择性富集和nanoLC-MS/MS技术相结合，首次实现了单细胞分泌组的全景式分析。

研究团队首先采用L-叠氮基高丙氨酸（AHA）对细胞新生成的蛋白质进行代谢标记，然后使用纳升级微流控芯片对AHA标记的单细胞进行分离和原位培养，通过炔基功能化毛细管微反应器实现基于点击化学的分泌组选择性富集。蛋白质的共价结合允许进行严格的清洗以去除非特异性吸附的干扰蛋白。然后在微反应器内对富集的分泌蛋白和EV蛋白进行还原烷基化和原位酶解，最后进行nanoLC-MS/MS分析。

为了考察炔基功能化毛细管微反应器在复杂干扰背景下对低丰度蛋白质的富集能力，研究团队首先合成了叠氮标记的马源肌红蛋白，并以不同浓度掺入含血清的细胞培养基中。然后通过炔基微反应器进行富集和原位酶解，酶解产物通过nanoLC-MS/MS进行分析，最终可检测到低至100 zmol (1.7 pg/mL)的肌红蛋白，显示出高效的富集能力。

进一步将该方法用于单个HeLa细胞分泌组分析，平均鉴定了389种分泌蛋白和EV蛋白，是目前抗体方法的～10倍。此外，鉴定到单细胞分泌组动态丰度范围可跨越4个数量级。上述结果表明，该方法有望为深入开展单细胞水平的分泌异质性分析和细胞间通讯研究提供有力工具。