为了了解细胞的行为，研究人员还需要了解使它们工作的分子。“如果有人想知道肾脏的功能，他们必须知道肾细胞内部发生了什么，”病理学助理教授Yang Liu博士说。“这是由蛋白质活性定义的。

但大多数空间转录组测序研究不包括蛋白质，遗漏了有关疾病进展机制的重要信息。现在，在他们的最新研究中，耶鲁大学的一个团队进行了高重蛋白和全转录组共图谱，测量了人体组织中近300种蛋白质和转录组。他们于23月<>日在Nature Biotechnology上发表了他们的研究结果。

“这是一个游戏规则改变者 - 跨越分子生物学的中心教条并同时观察数百种蛋白质，”Harold Hodgkinson生物医学工程和病理学教授，该研究的资深作者Rong Fan博士说。

由于免疫荧光和免疫组织化学的技术限制，研究中基本上没有蛋白质数据，这使得大量蛋白质成像具有挑战性。“大约10年前，如果有人同时对一些蛋白质标记进行成像，那将是惊人的，”范说。

但在 2020 年，该团队在《细胞》杂志上发表了一项研究，使用了一种称为组织中确定性条形码的技术。这项工作涉及使用可以靶向特定蛋白质的抗体将DNA标签递送到组织中，除了mRNA分子外，总共标记22种蛋白质。这是第一项共同绘制转录组和蛋白质的研究。

在他们最新的研究中，该团队通过使用这些方法来分析几种小鼠组织中的整个转录组和189种蛋白质，从而在他们之前的工作基础上建立起来。他们还测量了人体组织中的整个转录组和273种蛋白质。“我们的研究是独一无二的，原因有两个。首先，我们在同一组织切片中同时对RNA和蛋白质进行共分析。没有其他技术可以做到这一点，“该研究的第一作者刘说。“其次，在同一组织切片中成像的近300种蛋白质确实是一项世界纪录。

收集的人体组织中包括接种 COVID-19 Moderna 疫苗后的皮肤样本。在David Hafler，医学博士，William S.和Lois Stiles Edgerly神经病学教授和免疫生物学教授，Mary Tomayko，医学博士，博士，皮肤病学和病理学副教授以及病理学助理教授Marcello DiStasio，医学博士，博士的指导和专业知识下，该团队进行了人类皮肤活检，以更好地了解注射部位的免疫激活反应。他们发现了一个独特的细胞亚群，称为外周辅助性T细胞聚集在该位点。

“我们能够识别细胞并可视化它们的位置的方式突出了我们技术的力量，”范说。该团队还利用他们的技术测量人类淋巴组织，如扁桃体，并与医学博士Joseph Craft，Paul B. Beeson医学教授(风湿病学)和免疫生物学教授Stephanie Halene，医学博士，Arthur H.和Isabel Bunker医学副教授兼血液学主任以及Mina Xu，MD， 病理学和检验医学副教授，血液病理学主任。

该研究仅观察到表面蛋白质或细胞膜上的蛋白质。该团队希望将其技术应用于研究细胞内信号蛋白和细胞外基质蛋白。“在未来，我们希望继续使这项技术更加强大，并将我们研究的蛋白质数量增加到数千种，”范说。

该团队对这项研究在更好地了解疾病和衰老方面的影响感到兴奋。例如，他们有兴趣使用他们的技术来了解更多关于衰老或患病组织中的炎症。他们也对使用这项技术来研究肿瘤和肿瘤微环境持乐观态度。

“现在我们可以研究数百种蛋白质并定义不同的细胞类型。然后，我们可以看到这些不同的细胞类型如何与肿瘤细胞相互作用，“范说。“这是一项强大的技术，现在是深入研究这些具有挑战性的人类健康和疾病研究问题的黄金时机。