西湖大学最新Nature论文：开发微米级分辨率的深度空间蛋白质组学技术——iPEX

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

近年来，空间组学蓬勃发展，空间组学技术的数量正不断增加，然而，目前仍缺少一种能够在高空间分辨率和覆盖度下以非靶向方式定位组织中蛋白质的空间组学工具。

2025年11月12日， 西湖大学邹贻龙团队与Kiryl D. Piatkevich团队合作 （ 西湖大学生命科学学院 博士生王凤翔、孙翠骥和吴天舒为论文共同第一作者 ） ， 在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为： iPEX enables micrometre-resolution deep spatial proteomics via tissue expansion 的研究论文。

该研究成功开发了 将基于水凝胶的蛋白质锚定、 组织膨胀与基质辅助激光解吸/电离质谱成像（MALDI-MSI）深度融合的新技术——iPEX（

in situ

该技术突破了传统空间蛋白质组学在分辨率和检测灵敏度上的瓶颈，实现了在多种组织中以 1-5 微米有效像素尺寸、无偏、高通量地检测数百至逾千种蛋白质，为在单细胞及亚细胞水平解析蛋白质的空间分布和功能提供了强大工具。将 iPEX 应用于阿尔茨海默病小鼠 模型，研究团队揭示了疾病早期发生的线粒体功能紊乱以及脂代谢关键酶ACAA1的下调驱动长链多不饱和脂肪酸生物合成障碍，为神经退行性疾病的早期分子事件提供了 新颖 见解。

在这项最新研究中，研究团队开发了一种通过膨胀实现的原位成像蛋白质组学技术——iPEX，它将各向同性组织放大与基质辅助激光解吸/电离质谱成像（MALDI-MSI）相结合。iPEX 能够提供可扩展的空间分辨率，低至微米级，并且将蛋白质鉴定的灵敏度大幅提高 10-100 倍。

iPEX 技术流程

以视网膜为模型，iPEX 实现了高精度的空间蛋白质组图谱构建，单细胞层和细胞外结构的可视化以及共定位蛋白质的识别。此外，iPEX 还能够轻松应用于包括大脑、肠道、肝脏和类器官在内的多种组织，在 1-5 微米的有效像素尺寸下检测到 600-1500 种蛋白质。

研究团队进一步将 iPEX 应用于描绘 5xFAD 阿尔茨海默病小鼠大脑的空间蛋白质组图谱，揭示了疾病早期发生的线粒体异常。研究团队发现，在年轻小鼠体内，过氧化物酶体乙酰辅酶 A 酰基转移酶ACAA1A（其 N392S 突变体是阿尔茨海默病的单基因风险因素）的表达水平下降。

ACAA1

这些结果共同表明，iPEX 技术能够促进以微米级分辨率进行非靶向空间蛋白质组学研究，适用于多种应用。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09734-0