导语：众所周知，人体细胞中包含的蛋白质有成千上万种以上，每个蛋白质里面在细胞中的地位也都不相同。蛋白质的亚细胞定位也会涉及细胞功能障碍和疾病。空间蛋白质组学研究蛋白质在亚细胞水平上的定位、表达和动力学，属于蛋白质组学的研究范畴。目前，研究空间蛋白质组学分析的方法主要有两种：基于细胞器分离的质谱分析和基于成像的蛋白质定位。

最近，上海同济大学的朱小立研究团队在国际期刊发表了一份名为“Computer-aided design of reversible hybridization chain reaction (CAD-HCR) enables multiplexed single-cell spatial proteomics imaging”的研究文章，报告了一种高灵敏度和多重成像的空间蛋白质组学技术。

杂交反应(HCR)被认为是一种强大的扩增系统，并已被应用于各种生物标志物的扩增和检测。本研究将HCR与DNA交换技术相结合，利用计算机辅助设计(CAD)技术，开发了一种可逆HCR。结合免疫识别，可逆CAD-HCR有望用于空间蛋白质组学分析。

A：传统的HCR示意图;B：Gapped HCR和Tailed HCR具体的链组成;C：Gapped HCR和Tailed HCR组装和去组装的过程示意图;D：计算机辅助设计(CAD)的规则和设计出的部分数据库;E：CAD-HCR在单细胞中进行多重靶蛋白分析的流程图。

研究人员通过各种实验验证了CAD-HCR的应用。用荧光染料修饰HCR的发夹结构以验证扩增效果。结果显示，扩增效果比未扩增时提高约65倍，与常规免疫荧光相似，有利于后续成像。可逆HCR的蛋白丰度与蛋白表达变化时的荧光强度呈正相关，表明可逆CHR可用于目标蛋白的半定量分析。

文章还对可逆HCR循环成像能力进行研究。在10个循环内，成像结果几乎相同，说明在不影响细胞形态的情况下实现染色和脱色循环。循环期间信号稳定输出，证明一抗的抗原性和引发剂的杂交能力也未受影响。可逆HCR解决了传统免疫荧光技术无法实现的荧光光谱重叠的问题，提供样品重复使用性，具有重要价值。

最后研究人员使用可逆HCR对分布在单个细胞内不同亚细胞位置的9种蛋白质进行多重成像分析。结果显示9种蛋白质的分布与其理论亚细胞定位一致，并且能够很好的共定位，说明可逆HCR在亚细胞上的空间定位具有高精度，可用于单细胞蛋白质组学成像。

大分子生物医药网小编总结：通过与CAD技术的相结合，研究团队开发了一种能够循环和逆转的一项HCR技术。这一创新的HCR系统已成功应用于单细胞水平的空间蛋白质组学的敏感成像分析。常规激光共聚焦显微镜可以实现对目标蛋白的半定量和亚细胞定位，可广泛应用于大多数实验室，在临床诊断和生物医学研究中具有巨大的应用潜力。