分享一篇发表在nature methods上的文章“Prioritized mass spectrometry increases the depth, sensitivity and data completeness of single-cell proteomics”，通讯作者是来自美国东北大学的Nikolai Slavov教授，该课题组的研究方向是定量生物学和单细胞蛋白质组学。

单细胞蛋白质组学技术主要用于分析细胞个体之间的异质性，然而因为单细胞中蛋白量较少，蛋白定量的深度和一致性仍然有待提高。“鸟枪法”蛋白质组学通过topN的方式在MS1中挑选precursors进入MS2，该方式具有三种局限性：（1）丰度依赖，导致许多关键肽段信息丢失；（2）随机性；（3）可能会挑选无法正确鉴定的precursors。以上局限性大大影响了单细胞层面的蛋白鉴定和定量，也造成了有效机时的浪费。为了应对这些挑战，本文作者基于此前报道的单细胞蛋白质组学流程SCoPE-MS（Single-Cell ProtEomics by Mass Spectrometry，Genome Biol 2018, 19, 161.；Genome Biol, 2021, 22, 50.; Nat Methods, 2021, 18, 76–83.），发展了一种基于“优先级”的质谱流程pSCoPE，用于优化组学数据的深度和完整性（pSCoPE可在http://scp.slavovlab.net/pSCoPE免费获得）。

针对丰度和随机性这两个缺点，可以利用靶向蛋白质组学的方法进行优化，但检测肽段的种类仅局限于几百条。实时搜库的策略可以改善缺陷（3），但是无法选择感兴趣的肽段。使用inclusion lists来对肽段进行实时保留时间校准，但是要在最大覆盖度，有效机时和数据完整性之间寻找平衡点。为了同时解决上述问题，作者开发了一种“多层次”precursors选择策略，其具体流程如下：（1）从已有的数据或者文献中选择感兴趣的蛋白；（2）使用DIA检测precursors的准确保留时间；（3）根据步骤1选择的感兴趣蛋白，从中选择合适的precursors进行优先级排序，并将该信息添加到inclusion list中；（4）使用MaxQuant.Live模块根据inclusion list进行采集。每个肽段的初始优先级是用户自定义的整数，默认设置为零。通过分配非零值，可以根据实验目标对肽段进行优先级排序。在数据采集过程中，根据多肽的优先级选择其进行进一步碎裂和MS2检测，当选择了某一条肽段时，其优先级值会发生递减，避免同一条肽段检测次数过多，造成机时的浪费。

通过这一流程，用户能够在有限的扫描时间内，更好地检测到目标肽段。作者对比了普通鸟枪法和该优先级质谱流程，发现优先级排序的方法在单细胞蛋白质组样品中，检测到更多肽段和蛋白，成功提高了数据的完整性和覆盖度。最后作者利用该方法，分析了LPS刺激巨噬细胞的前后变化。

综上，本文作者开发了一种基于“优先级”的质谱流程pSCoPE，用于提高单细胞蛋白质组学数据的完整性和覆盖度。

本文作者：MB

责任编辑：FTY

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41592-023-01830-1

文章引用：10.1038/s41592-023-01830-1