Abstract Proteins analysis from an average cell population often overlooks the cellular heterogeneity of expressed effector molecules, and knowledge about the regulations of key biological processes may remain obscure. Therefore, the necessity of single-cell proteomics (SCP) technologies arises. Without microfluidic chip, expensive ultrasonic equipment, or reformed liquid chromatogram (LC) system, we established an Ultra-sensitive and Easy-to-use multiplexed Single-Cell Proteomic workflow (UE-SCP). Specifically, the flexible sorting system ensured outstanding cell activity, high accuracy, remarkable efficiency, and robustness during single-cell isolation. Multiplex isobaric labeling realized the high-throughput analysis in trapped ion mobility spectrometry coupled with quadrupole time-of-flight mass spectrometry (timsTOF MS). Using this pipeline, we achieved single-cell protein quantities to a depth of over 2,000 protein groups in two human cell lines, Hela and HEK-293T. A small batch experiment can identify and quantify more than 3200 protein groups in 32 single cells, while a large batch experiment can identify and quantify about 4000 protein groups in 96 single cells. All the 128 single cells from different cell lines could been unsupervised clustered based on their proteomes. After the integration of data quality control, data cleaning, and data analysis, we are confident that our UE-SCP platform will be easy-to-marketing popularization and will promote biological applications of single-cell proteomics.

Abstract Conventional proteomic approaches neglect tissue heterogeneity and spatial localization information. Laser capture microdissection (LCM) can isolate specific cell populations or histological areas from heterogeneous tissue specimens while preserving spatial localization information. Formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) is currently a standardized method for long-term stable preservation of clinical tissue specimens. However, spatially resolved proteomics (SRP) studies of FFPE tissues by combined LCM and mass spectrometry (MS)-based proteomics face challenges, such as formalin-induced protein crosslinking limits protein extraction and digestion, protein loss during sample preparation, and the detectability of MS for trace tissues. Therefore, it is necessary to specifically develop SRP sample preparation methods and MS methods suitable for trace FFPE tissues. Here, we provide an SRP method suitable for trace FFPE tissues produced by LCM, termed LCM-Magnetic Trace Analysis (LCM-MTA), which can significantly increase the sensitivity, recovery, and integrality of SRP. The starting material has been reduced to about 15 cells, which resolution is comparable to existing spatially resolved transcriptome (SRT). We also apply our LCM-MTA into SRP studies on clinical colorectal cancer (CRC) tissues and accurately distinguish the functional differences of different cell types. In conclusion, LCM-MTA is a convenient, universal, and scalable method for SRP of trace FFPE tissues, which can be widely used in clinical and non-clinical research fields.

Abstract In recent years, single-cell or low-input multi-omics techniques have brought a revolution in the study of pre-implantation embryo development. However, single-cell or low-input proteome research in this field is relatively underdeveloped, due to the limited source of mammalian embryo samples, the objective reality of high abundance zona pellucida proteins, and the lack of hypersensitive proteome technology. Here, a comprehensive solution of ultrasensitive proteome technology was developed for single-cell or low-input mouse embryos. Both deep coverage route and high-throughput route could significantly reduce the starting material and enhance the proteomic depth without any customized instrument. Using the deep coverage route, an average of 2,665 or 4,585 protein groups can be identified from 1 or 20 mouse zygotes respectively. Using the high-throughput route, 300 single mouse zygotes can be analysis in 8 days with an average of 2,371 proteins identified. With its popularization, we believe researchers can choose deep coverage or high-throughput technology routes according to their own conditions.

Abstract Autophagy plays a critical role in the physiology and pathophysiology of hepatocytes. High levels of homocysteine (Hcy) promote autophagy in hepatocytes, but the underlying mechanism is still unknown. Here, we investigated the relation between Hcy increased autophagy levels and the expression of nuclear transcription factor EB (TFEB). We demonstrate that Hcy increased autophagy levels is mediated by upregulation of TFEB. Silencing TFEB decreases the autophagy-related protein LC3BII/I and increases p62 expression levels in hepatocytes after exposure to Hcy. Moreover, the effect of Hcy on the expression of TFEB is regulated by hypomethylation of TFEB promoter catalyzed by DNA methyltransferase 3b (DNMT3b). In summary, this study shows that Hcy can activate autophagy by inhibiting DNMT3b-mediated DNA methylation and upregulating TFEB expression. These findings provide another new mechanism for Hcy-induced autophagy in hepatocytes.

Water oxidation to molecular dioxygen driven by visible light is essential but difficult in solar fuel production due to its sluggish reaction kinetics. Although the catalytic process is highly dependent...

Abstract Background Diabetic nephropathy (DN) is a major complication of diabetes. Schisandrin B (Sch) is a natural pharmaceutical monomer that was shown to prevent kidney damage caused by diabetes and restore its function. However, there is still a lack of comprehensive and systematic understanding of the mechanism of Sch treatment in DN. Objective We aim to provide a systematic overview of the mechanisms of Sch in multiple pathways to treat DN in rats. Methods Streptozocin was used to build a DN rat model, which was further treated with Sch. The possible mechanism of Sch protective effects against DN was predicted using network pharmacology and was verified by quantitative proteomics analysis. Results High dose Sch treatment significantly downregulated fasting blood glucose, creatinine, blood urea nitrogen, and urinary protein levels and reduced collagen deposition in the glomeruli and tubule-interstitium of DN rats. The activities of superoxide dismutase (SOD) and plasma glutathione peroxidase (GSH-Px) in the kidney of DN rats significantly increased with Sch treatment. In addition, the levels of IL-6, IL-1β, and TNF-α were significantly reduced in DN rats treated with Sch. 11 proteins that target both Sch and DN were enriched in pathways such as MAPK signaling, PI3K-Akt signaling, renal cell carcinoma, gap junction, endocrine resistance, and TNF signaling. Furthermore, quantitative proteomics showed that Xaf1 was downregulated in the model vs. control group and upregulated in the Sch-treated vs. model group. Five proteins, Crb3, Tspan4, Wdr45, Zfp512, and Tmigd1, were found to be upregulated in the model vs. control group and downregulated in the Sch vs. model group. Three intersected proteins between the network pharmacology prediction and proteomics results, Crb3, Xaf1, and Tspan4, were identified. Conclusion Sch functions by relieving oxidative stress and the inflammatory response by regulating Crb3, Xaf1, and Tspan4 protein expression levels to treat DN disease.

To investigate the impact of preoperative cardiovascular disease on the perioperative period of rectal cancer patients over 75 years old.