一、引言

   单细胞测序技术的快速发展为解析细胞异质性提供了有力工具。然而，传统的单细胞转录组测序仅能捕获基因表达信息，无法直接反映蛋白质表达水平。蛋白质作为细胞功能的直接执行者，其表达丰度与转录水平往往存在不一致性。为解决这一局限，基于抗体标记的单细胞蛋白与转录组联合测序技术应运而生，通过在单细胞分辨率下同时检测蛋白质和基因表达，为深入理解细胞状态和功能提供了多维度的技术支撑。

二、技术原理与流程

2.1 抗体标记设计

   该技术的核心在于使用寡核苷酸标记的特异性抗体。每类抗体偶联具有独特序列的DNA标签，该标签包含扩增引物结合位点、细胞识别条形码以及抗体特异性识别序列。当抗体与细胞表面抗原结合后，其携带的DNA标签可通过后续测序进行定量分析，从而实现蛋白质表达水平的间接测量。

2.2 单细胞捕获与文库构建

   技术流程始于高质量单细胞悬液的制备。采用微流控平台或微孔板平台将单个细胞分隔至独立反应体系。在细胞裂解过程中，细胞内mRNA分子与抗体标签同时释放。通过带有poly(dT)序列的捕获磁珠，可同时捕获mRNA分子的poly(A)尾以及抗体标签的人工poly(A)序列。经过逆转录反应，mRNA与抗体标签均被转换为cDNA，并引入细胞特异性条形码和分子标签。

2.3 文库扩增与测序

   逆转录产物经扩增后，根据片段大小差异或特异性引物进行分离，分别构建转录组文库和蛋白质标签文库。两个文库独立进行测序，最终通过生物信息学方法将蛋白质表达数据与转录组数据进行匹配，生成每个单细胞的多模态表达谱。

三、关键技术优势

   3.1 多维度的细胞表征能力

该方法突破了单一组学分析的局限，能够同时获取细胞表面标志物的定量表达与全基因组转录谱。对于免疫细胞亚群的精细划分、细胞活化状态的识别以及稀有细胞类型的鉴定，联合分析策略显著提高了细胞表征的准确性和全面性。

   3.2 蛋白质与转录本的关联分析

技术能够揭示特定时间点下蛋白质表达与转录丰度之间的关系，有助于识别翻译调控、蛋白质稳定性等转录后调控事件。通过整合分析，可构建更完整的基因调控网络模型，深化对细胞功能状态的理解。

   3.3 高灵敏度与高通量

借助分子标签技术的引入，该技术有效降低了扩增偏好性和定量误差，实现对低丰度蛋白质和转录本的准确定量。同时，基于高通量单细胞平台的不断完善，可在单次实验中分析数万个细胞，满足大规模细胞图谱构建的需求。

四、应用领域

4.1 免疫图谱解析

   在免疫系统研究中，该技术被广泛用于全面解析免疫细胞亚群的表型特征与功能状态。通过同时检测谱系标记蛋白、活化标志物以及转录因子表达，可精细刻画免疫细胞的分化轨迹与功能极化过程，为理解免疫应答机制提供数据基础。

4.2 疾病机制研究

   在肿瘤微环境研究中，该技术有助于揭示肿瘤细胞与免疫细胞之间的复杂相互作用。通过同时检测肿瘤相关抗原表达和免疫检查点分子水平，可评估肿瘤免疫逃逸机制，识别潜在的治疗靶点。此外，在自身免疫性疾病、感染性疾病研究中，该技术也为异常免疫应答的分子机制提供了新的研究视角。

4.3 药物筛选与生物标志物发现

   在药物研发领域，该技术可用于评估候选药物对特定细胞亚群的蛋白质和转录水平的影响，实现药物作用机制的深度解析。同时，通过比较疾病状态与正常状态下细胞的多模态表达谱，有助于发现具有诊断或预后价值的组合生物标志物。

五、技术挑战与展望

   5.1 抗体特异性的优化

抗体与寡核苷酸标签的偶联质量直接影响检测准确性。非特异性结合或抗体批次间差异可能导致数据偏差。未来需建立标准化的抗体质量控制体系，开发更多经过验证的抗体组合，扩大可检测的蛋白质靶点范围。

   5.2 数据整合与分析方法

多模态数据整合分析面临计算方法学的挑战。如何有效融合蛋白质表达数据的稀疏性与转录组数据的高维性，如何识别跨模态的生物学相关性，仍需发展更先进的计算模型和统计方法。

   5.3 技术普及与标准化

随着技术平台的不断完善，该方法的应用范围将持续扩大。但不同平台间的数据可比性、实验操作的可重复性等问题仍需关注。建立统一的数据处理标准和质控指标，对于推动该技术的广泛应用具有重要意义。

六、结语

   基于抗体标记的单细胞蛋白与转录组联合测序技术实现了从单一转录组分析向多维度细胞表征的重要跨越。通过在单细胞水平整合蛋白质表达信息，该技术为解析细胞异质性、揭示疾病机制、发现生物标志物提供了强大的研究工具。随着技术体系的持续优化和应用领域的不断拓展，该方法将在基础生物学研究和转化医学研究中发挥日益重要的作用。

七、单细胞蛋白测序（AbSeq）技术哪里有？

   LabEx为您提供前沿、精准的单细胞蛋白测序（AbSeq）技术服务。该技术基于抗体与特异性DNA条形码的偶联，将蛋白检测信号转化为可被高通量测序读取的核酸序列，从而实现在单细胞分辨率下对数十至数百种细胞表面或胞内蛋白标志物进行同步、高通量定量分析。我们依托成熟的单细胞测序平台，提供从实验设计、样本制备、抗体寡核苷酸标记、单细胞捕获与文库构建、高通量测序到高级生物信息学分析的完整解决方案。

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