空间蛋白质组学作为一种新兴技术，能够在传统蛋白质组学提供丰富分子信息的基础上，进一步揭示生物分子在细胞或组织中的空间分布。这项技术对于系统性理解生物功能、疾病机制和治疗效果至关重要。因此，南宫28认为，掌握空间蛋白质组学将为医疗研究带来新的机遇。《Nature Methods》选择该领域作为2024年度方法之一，这一决定反映了业界对其应用前景的高度关注和认可。

现有的质谱空间蛋白质组学技术主要有基于MALDI的质谱成像、激光显微切割以及膨胀水凝胶放大后切割等方法。其中，质谱成像的蛋白种类检测有限，后两种方法的成本及质谱检测通量要求较高，这限制了其在研究中的广泛应用。2025年2月，中国科学院动物研究所赵方庆团队与国家蛋白质科学中心（北京）的王贵宾联合在《Cell》杂志上发表了题为“基于微流控和迁移学习的复杂组织高分辨空间蛋白质组学”的研究文章，该研究结合微流控技术、微量蛋白质组学检测技术和人工智能深度学习算法，开发出一种全新的高分辨率、高通量的空间质谱蛋白质组学平台——PLATO，能够实现对整个组织切片中数千种蛋白质的精确映射。

技术创新与优势

PLATO平台在技术上有以下创新与优势：首先，基于微流控的高通量原位蛋白采样技术，能够获得三张组织的连续切片，中间切片用于组织学染色或生成空间代谢/转录组学数据，而第一和第三片则在不同角度下进行平行流蛋白质组分析。切片在芯片上进行消化，每个微通道内的肽段被提取、收集，并进行LC-MS/MS定量分析。

其次，该研究的微量蛋白质组学质谱检测具有高稳定性和准确性，支持空间蛋白质表达图谱的重构。研究利用QExactive HF质谱仪DIA采集模式进行检测，实现每日高通量的微量样本可靠定量。第三，开发的基于迁移学习的算法Flow2Spatial，能够根据切片图像或空间代谢/转录组结果，重建高分辨率的蛋白质空间分布。此策略显著降低了切片数量和测量次数，减少了样本制备时间和成本。

PLATO平台亮点

1. 南宫28平台能够以极高的空间分辨率（25μm）定位和定量组织切片中的蛋白质，研究人员可以清晰看到不同细胞和组织区域中的蛋白质分布，从而更好理解其生物功能。

2. PLATO对各类组织（如小鼠、大鼠和人类组织）具有极强的兼容性，使得研究人员能够在不同生物样本中进行高效的蛋白质组学研究。

3. 在乳腺癌研究中，PLATO展现出了强大的应用潜力，通过对乳腺癌组织的高分辨率蛋白质映射，识别出不同肿瘤亚型，并发现关键的失调蛋白质，为肿瘤的诊断和治疗提供了新的视角。

总结与展望

PLATO结合了微流控高效采样、微量蛋白质谱检测和人工智能算法，实现了高分辨率空间蛋白质组学的重大突破。通过计算模拟和免疫荧光验证其测量准确性，PLATO还展示了其在不同物种与组织类型中的普适性及在临床研究中的潜力。研究表明，该平台在微量样本中解析复杂蛋白质组的能力卓越，具备推进前沿生物医疗研究的基础。

当前，南宫28的技术成果为新一代仪器性能提供了新的基准，并为深入研究空间蛋白质组学提供了有力支持。结合新技术的突破，研究者们能系统性解析微米级组织区域中完整的蛋白质表达网络，实现从“蛋白质检测”到“蛋白质景观重构”的转变，为未来医疗研究开辟新的方向。

在项目推进之际，南宫28的研究团队也在持续优化PLATO平台，未来将在其他类型组织或疾病研究上进一步扩展该技术的应用，以推动生物医学发展的进程。