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科学网报道 | 全新升级!癌症、阿尔茨海默病疗法研究新突破
“这彻底改变了我们的研究格局,使我们完成了以往无法完成的分析工作。”视频会议中,丹麦哥本哈根大学教授贾斯伯·奥尔森(Jesper Olsen)难掩兴奋。
奥尔森是哥本哈根大学诺和诺德基金会蛋白质研究中心主任,他领导的团队长期致力于质谱创新技术的开发和在细胞信号网络研究中的应用。团队针对癌症治疗,基于质谱技术在蛋白质组学、多肽及其修饰的动态变化、单细胞蛋白质组学等方向进行开拓。
对特定癌症表型背后的突变机制进行深入研究后,奥尔森认为细胞中的“活跃分子”完成了各类生物学功能并赋予细胞独特的身份特征,但这些想法迫切需要蛋白质组学方面研究验证。

丹麦哥本哈根大学教授贾斯伯·奥尔森(Jesper Olsen)
令人苦恼的是,虽然转录组学和基因组学已经有了巨大进展,但它们仅能解释约5%的问题。研究团队迫切需要将细胞群体研究真正推进到单细胞分析层面。
让奥尔森感到兴奋的是,改变即将到来。
从“看细胞”到“盯蛋白”:效率提升10倍的技术革命
中国科学院外籍院士、美籍华裔数学家丘成桐在一次演讲中提到,欧洲文艺复兴后,精准仪器引发了实验科学的革命,进而影响了基础科学的革命。此后,西方科学家和工程师不断改进仪器精度,从而拉开了东西方科技进度的差距……
奥尔森同样相信实验仪器对科学研究的巨大推动。他举例说,1990年,人类基因组计划开始的时候,科学家一开始预计需要30年才能完成测序工作。数年后,当96道毛细管电泳测序仪出现后,测序任务不到3年就完成了。
在奥尔森领导的实验室,过去—直采用数据依赖性采集模式(DDA)。直到5年前,团队才转用数据非依赖性采集(DIA)方法。该团队每天常规性分析超过100个酵母蛋白质组样本,并在单次检测中准确定量所有表达蛋白质。

Thermo Scientific Orbitrap Astral Zoom 超高分辨质谱系统
“现在,利用赛默飞的Orbitrap Astral Zoom(一种新型超高分辨质谱系统),我们实现了这两种方法的优势融合。”奥尔森解释说,传统DDA方法通常采用宽窗口采集模式,往往需要设置10至20个道尔顿(原子或分子质量单位,碳12原子质量的1/12)的窗口来覆盖整个质量范围。现在,Orbitrap Astral Zoom超高分辨质谱系统将窗口缩小至2个道尔顿就能覆盖全质量范围。这一技术突破彻底改变了数据采集方式,自然带来了诸多优势——DIA分析因此获得了更高的特异性。
“借助Orbitrap Astral Zoom,我们获得了更高的检测通量。与上一代仪器相比,Orbitrap Astral Zoom灵敏度提高了10倍,采集速度也提升了10倍。”奥尔森说,“这彻底改变了我们实验室的研究格局。”

贾斯伯·奥尔森使用Orbitrap Astral Zoom超高分辨质谱系统显著提升实验效率
事实上,除了Orbitrap Astral Zoom超高分辨质谱系统,赛默飞在2025年推出了全新升级的产品合集,包括高精度的色谱分析、先进的质谱检测以及智能化的软件操作,这些创新将为科研工作提供强有力的支持,进一步推动科学研究的进步。
全链条解决方案:蛋白质组学研究的“智能引擎”
当前,生命科学研究迈入多组学时代。在此背景下,蛋白质组学技术的突破成为关键驱动力,架起了基因组蓝图与细胞功能、表型之间的核心桥梁。
“我们提供从试剂到空间成像、从质谱工作流到软件分析的全链条工具,让蛋白质定量与验证实现前所未有的精度与规模。”赛默飞世尔科技董事长、总裁兼首席执行官葛士柏(Marc Casper)的阐述,道破了赛默飞蛋白质组学整体解决方案的核心所在。
作为生命科学服务的领导者,赛默飞围绕蛋白质组学研究构建涵盖“设备+软件+技术”的完整生态:从样本处理阶段的自动化制备平台,到高分辨质谱与空间成像系统组成的检测中枢,再到智能化数据解析软件,形成“样本预处理—分子检测—信息挖掘”的闭环支持;而Olink技术与配套平台为生物标志物筛选装上“高精度雷达”,能在复杂样本中同时捕捉数千种蛋白质的动态变化;在结构生物学研究方面,冷冻电镜与样本制备系统组成的“微观探秘组合”,则让蛋白质三维结构解析从抽象概念变为可视化的分子模型。
借助这套技术方案,科学家能揭示生命复杂机制与疾病本质,实现癌症、阿尔茨海默病等疾病的早期诊断、预后评估及治疗效果监测;通过赋能标志物发现与药物研发,可推动精准医学发展;同时,该技术方案还能加速作物育种与食品控制,保障食品安全。

Thermo Scientific Krios 5冷冻透射电子显微镜
今年5月,赛默飞推出Thermo Scientific Krios 5冷冻透射电子显微镜(Cryo-TEM),以原子级分辨率成像能力与智能化工作流革新,重新定义结构生物学与细胞生物学研究的技术标杆。作为冷冻电镜领域的旗舰产品,Krios 5不仅实现了生物大分子三维结构解析的精度突破,更通过跨模态技术整合,为科学家提供近生理状态下观察生命动态过程的“原子级摄像机”。
Krios 5的应用领域涵盖结构生物学、细胞生物学、传染病研究、药物发现、植物生物学等方面。其高分辨率三维成像、自动化数据采集和在高生物安全等级环境中的适用性使其成为生命科学领域的重要工具,尤其在解析复杂生物结构和支持药物开发方面表现突出。

EVOS S1000空间生物学成像系统
在空间生物学成像系统方面,赛默飞也拥有前沿技术可以实现从组织到单细胞的全景解析。在今年的国际单细胞及空间组学大会(TICSSO 2025)上,赛默飞重磅发布EVOS S1000空间生物学成像系统。该系统不仅是光学成像硬件的升级,更深度融合光谱成像技术、AI驱动多模态成像与全光谱解析技术等三大核心技术,全面实现从组织层级到单细胞水平的全景动态解析,助力科学家解码生命在多元空间维度下的更多奥秘。
在肿瘤研究中,EVOS S1000可解析肿瘤微环境的空间异质性,助力个性化治疗方案设计;在神经科学领域能追踪神经元网络动态,揭示脑疾病机制;在药物开发中可实现高通量筛选药物靶点,加速新药上市进程;在临床诊断研发方面则能结合病理切片,实现癌症早期精准分型,展现出从实验室到临床前研究的巨大应用潜力。
从以上这些蛋白质组学最新技术中,可以观察到科研设备及解决方案的“协同效应”正在给科研“提速”。以赛默飞的产品为例,在癌症研究中,研究者可通过Astral质谱系统捕捉癌细胞表面蛋白质的动态修饰,结合Krios 5解析药物靶点的结构构象,再利用EVOS S1000定位药物在肿瘤组织中的作用位点,最终通过AcceleratorTM药物开发平台加速临床试验。
从数据到新药:药物开发生态按下“加速键”
随着生命科学研究逐步发展,研究成果转化成为一个重要问题。如何快速推进药物临床试验并降低开发成本,从而提高患者对于药物的可及性,成为药品开发成功的关键。
为此,赛默飞近期推出360°CDMO和CRO服务——AcceleratorTM药物开发平台为研发、生产和临床领域量身定制解决方案,以满足每个项目的独特需求。它可以为药物开发过程连续提供全面的支持与服务,帮助药品申办者简化工作流程、降低风险并保持积极昂扬的开发势头,从而更快地将新药推向市场,惠及广大患者。
到2024年11月,AcceleratorTM药物开发平台已给120多家生物科技企业和生物制药企业带来显著效益,其中包括减少传统流程中普遍存在的复杂低效环节。
事实上,技术集群正在打破“工具壁垒”——它既降低了单细胞分析的操作门槛,又通过集成化方案让科研团队能系统解析疾病的蛋白质网络。从癌症的个性化治疗到阿尔茨海默病的早期预警,人类对抗重大疾病的武器库不断升级。这场以“蛋白质”为钥匙的科学革命,或许正悄悄改写人类医疗健康的未来。