單細胞蛋白組學與轉錄組數據整合分析方法

單細胞蛋白組學與轉錄組數據整合分析方法檢測技術服務詳情介紹

隨著單細胞測序技術的飛躍發展，科研人員得以以單細胞分辨率解析細胞間異質性。其中，單細胞轉錄組測序（scRNA-seq）主要揭示細胞的mRNA表達圖譜，而單細胞蛋白組學（scProteomics）則更貼近功能輸出層面的蛋白表達信息。兩者代表了細胞生命活動的不同維度，其聯合應用正逐步成為深入理解復雜生物系統的關鍵策略。

多組學整合的挑戰與應對策略

在單細胞層面整合scRNA-seq與scProteomics數據，主要面臨以下挑戰：

• 數據類型異質性：兩種數據來源于不同實驗平臺，噪聲水平、檢測下限及數據分布差異較大。

• 特征空間不一致：并非所有檢測到的mRNA都對應已識別的蛋白產物，存在特征缺失與冗余問題。

• 維度不對稱：scRNA-seq通常擁有上萬基因的表達數據，而當前scProteomics每細胞可量化的蛋白種類相對較少。

為應對這些挑戰，研究者發展出多種整合策略，涵蓋基于錨點的對齊方法、矩陣分解、深度學習架構和圖神經網絡等不同技術路徑。

基于共享特征的錨點對齊（Anchor-based Integration）

這類方法通過識別不同組學間具有表達共性的特征（如mRNA-蛋白對），作為“錨點”進行細胞間對齊與空間映射。

?? 代表方法：Seurat v4 Multimodal Integration

Seurat是一套功能強大的單細胞分析工具，其v4版本引入了“anchor”機制。該方法在scRNA-seq與scProteomics之間尋找表達模式相似的細胞或特征作為匹配對，進而通過加權zuì近鄰算法將兩個數據集投射到統一的低維空間中。這種方式適合特征重疊較多、希望進行細胞類型聯合注釋的應用場景。

基于矩陣分解的降維整合（Matrix Factorization）

通過線性降維手段，提取兩個組學之間共享的潛在因子，并在此基礎上構建細胞嵌入空間。

?? 代表方法：MOFA+（Multi-Omics Factor Analysis）

MOFA+使用變分貝葉斯框架，將多組學數據分解為一組潛在因子，用于解釋各模態間的共性和特異性信號。該模型適合在無監督背景下提取主導變異源，常用于疾病亞型識別、多組學軌跡分析等場景。MOFA+支持缺失數據，因而在特征重疊有限的scRNA-seq與scProteomics數據整合中尤為實用。

基于深度學習的非線性映射（Deep Learning-based Integration）

神經網絡提供了更強的建模能力，尤其適合表達模式復雜、數據噪聲較高的單細胞數據整合任務。

?? 代表方法：totalVI（total Variational Inference）

totalVI 是基于變分自編碼器（VAE）的概率模型，能夠同時建模mRNA和蛋白數據的聯合分布。其設計初衷是整合CITE-seq等RNA+抗體標簽數據，但也可擴展用于scProteomics數據。totalVI可實現數據降維、批次校正、去噪、聚類等多種功能，適合大規模單細胞數據的系統分析。

基于圖神經網絡的跨模態學習（Graph-based Integration）

圖神經網絡利用節點間的連接關系，能捕捉不同組學間復雜的調控模式，是當前多組學整合中前沿的發展方向。

?? 代表方法：GLUE（Graph-linked Unified Embedding）

GLUE構建跨組學的基因調控網絡，并將各組學數據嵌入同一潛在空間。該方法能夠整合多種模態數據（包括RNA、蛋白、表觀組學等），并具備較強的泛化能力。它特別適用于構建跨物種或跨組織類型的單細胞圖譜。GLUE通過融合圖結構與組學特征，顯著提升了細胞間相似性建模的生物學解釋力。

整合單細胞轉錄組測序與單細胞蛋白組學數據，代表了單細胞組學從“維度并列”邁向“功能互補”的關鍵進程。多模態融合不僅提升了細胞狀態識別的精度，也為揭示基因調控網絡、解析組織發育軌跡及疾病微環境提供了全新視角。在這一領域，百泰派克生物科技持續緊跟單細胞與多組學整合分析的發展趨勢，致力于為生命科學研究者提供可靠、高效的單細胞dànbáizhì組學分析服務。歡迎聯系我們，共同探索細胞組學的新邊界。

百泰派克生物科技特色項目

一、蛋白測序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos質譜儀及島津公司埃德曼降解測序系統對dànbáizhì序列進行分析，提供基于質譜的蛋白測序分析服務，包括對dànbáizhì的氨基酸組成分析，Nduāncèxù，Cduāncèxù和全序列分析，以及基于埃德曼降解的dànbáizhìN端序列分析服務。對于未知理論序列的dànbáizhì，提供基于從頭測序法的dànbáizhì從頭測序服務，對蛋白序列進行分析。

※服務優勢：

1.采用目前世界上優良的質譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可實現對所測定靶蛋白序列 100% 的覆蓋;

3.可測定蛋白N端多達 70個氨基酸序列;

4.可測定多種形式的樣品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白條帶;

5.樣品用量低: 蛋白樣品僅需 5-10ug，即可完成檢測;

6.測序不受N端封閉，PEC和和糖基化等N端修飾的影響。

二、dànbáizhì組學

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos質譜平臺結合Nano-LC，提供定量dànbáizhì組學、靶向dànbáizhì組學、多肽組學、翻譯后修飾蛋白組學等多種dànbáizhì組學分析服務。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4Ddànbáizhì組學服務，助力微量樣本蛋白組學、大樣本群醫學及高通量修飾組學等研究工作。

※服務優勢：

1 .高通量定量蛋白分析:多對照組大規模實驗分析，發現新的生物標記物;

2.體內體外多種dànbáizhì標記方法，適用于分析組織、細胞、血液等多種樣品;

3.質譜分析靈敏度高，實驗結果重復度高;

4.可檢測較低豐度蛋白，線性范圍廣;

5.zhuānyè生物信息學分析，分析更系統準確。

三、單細胞質譜流式技術分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm質譜流式系統進行單細胞質譜流式技術分析，采用金屬元素標記物（通常是金屬元素標記的特異抗體）標記細胞表面和內部的分子，然后用流式細胞原理分離單個細胞，再用電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）分析單個細胞的原子質量譜，zuì后將原子質量譜數據轉換為細胞表面和內部的信號分子表達量。

※服務優勢：

1.技術優良，填補技術空白

采用金屬標記抗體技術，避免了傳統流式熒光通道少且易相互影響的問題?？稍趩渭毎麑用嫔蠈Χ喾N指標同時進行表征，百泰派克生物科技可做到同時檢測51個目標蛋白。

2.分析數量大，成本較低

單細胞RNAseq受成本等因素限制，所有樣本細胞匯總的分析數目一般在2x10^4個左右，而流式質譜技術一次（單樣本）就可分析至少10^5的細胞，實現了數量級的提高，且成本不高于單細胞RNAseq。

3.應用前景大

①流式質譜結果可以給出細胞亞群的變化，在臨床診斷、疾病機制研究等方面具有極大的研究前景；

②將金屬標簽技術與其他技術結合會有新應用方向。除常規蛋白外，質譜流式細胞技術還可用于蛋白翻譯后修飾；

③可檢測細胞存活率、細胞大小、mRNA轉錄子表達量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發現

百泰派克生物科技的基于高精度質譜的免疫多肽組學分析及新抗原發現一站式解決方案包括我們專有的、高度敏感的免疫肽富集和鑒定方案。我們能夠幫助您實現10,000個以上I型多肽和10,000個以上II型多肽的鑒定和識別。通過我們優化的高通量免疫多肽組學分析平臺進行免疫肽組學分析，可從zuì小的樣品材料中進行可重復的識別和定量。該服務可以應用于大規模的研究，旨在助力科研工作者尋找癌癥、免疫疾病及傳染病的解決方案，深入挖掘未知的靶標。

五、生物藥物表征

百泰派克基于高分辨率質譜技術，MALDI TOF，高效色譜分離技術，提供一系列完善的生物藥物分析方案，從dànbáizhì、多肽、抗體、疫苗等生物制品的氨基酸組成和一級結構分析，到產品變異性和純度分析。旨在提供優質生物藥物分析服務，幫助生物醫藥生產商提高生物藥物品質。

百泰派克生物科技七大檢測平臺

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物質譜多組學優質服務商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于為生物/制藥和醫療器械行業提供質量控制檢測和項目驗證等zhuānyè服務。公司實驗室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法規和指導原則，通過CNAS/ISO9001雙重質量體系認證，建立了完備的質量體系，數據冷熱/異地備份，設備定期計量/期間核查，軟件審計追蹤，為客戶提供一體化解決方案和技術服務，支持新藥研發、藥物申報注冊和生產放行。

1.公司采用ISO9001質量控制體系，zhuānyè提供以質譜為基礎的CRO檢測分析服務；

2.獲國家CNAS實驗室認可，為客戶提供符合全球藥政法規的藥物質量研究服務；

3.業務范圍覆蓋dànbáizhì組學、多肽組學、代謝組學、生物藥物表征、單細胞分析、單細胞質譜流式、生信云分析以及多組學生物質譜整合分析等；

4.七大質量控制檢測平臺，滿足您一站式服務需求；

5.服務3000+企業，10000+客戶的選擇；

6.致力于為您提供優質的生物質譜分析服務!

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