腫瘤免疫微環(huán)境（TIME）由腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)和血管組成。在TIME中，各種類型的細(xì)胞之間通過(guò)分泌分子、蛋白質(zhì)和囊泡等通訊信號(hào)發(fā)生動(dòng)態(tài)和雙向的相互作用。在過(guò)去的十年中，單細(xì)胞技術(shù)在基因組、轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組水平上揭示了腫瘤免疫微環(huán)境的異質(zhì)性，并進(jìn)一步加深了我們對(duì)腫瘤發(fā)生機(jī)制的理解。然而，這些方法丟失了有關(guān)腫瘤免疫微環(huán)境的空間信息，例如細(xì)胞位置和細(xì)胞間的相互作用。

GeoMx^® Digital Spatial Profiler（DSP）空間組學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)使研究者們可以更深入的探究腫瘤免疫微環(huán)境，其與10x Visium最大的區(qū)別是其可以使用ROI圈選指定區(qū)域，并可檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的RNA和蛋白。DSP針對(duì)RNA有全轉(zhuǎn)錄組研究產(chǎn)品（WTA）和專門針對(duì)腫瘤的產(chǎn)品（CTA）；其針對(duì)蛋白有很多的panel可以組合，包含腫瘤免疫方向和神經(jīng)方向，這對(duì)于關(guān)注蛋白的研究者又是不二之選。DSP不僅是腫瘤研究的利器，您更可以通過(guò)靈活的ROI圈選想要研究的腫瘤微環(huán)境的某區(qū)域，實(shí)現(xiàn)腫瘤免疫微環(huán)境的探索。

 

>>> GeoMx® DSP 原理及實(shí)驗(yàn)流程介紹：

 

 

DSP原理

其可通過(guò)紫外光切割紅框內(nèi)的紫外敏感點(diǎn)，并收集圖示藍(lán)色部分的DSP barcode（Oligo序列）、通過(guò)Oligo對(duì)RNA或蛋白進(jìn)行定量（對(duì)于RNA，紫外敏感點(diǎn)連接探針，探針去捕獲RNA；對(duì)于蛋白，紫外敏感點(diǎn)連接抗體）。

 

 

DSP實(shí)驗(yàn)流程

 

1. 一張切片同時(shí)用成像試劑（熒光標(biāo)記的抗體/探針、最多4種熒光形態(tài)學(xué)標(biāo)記物）和定量試劑（Oligo標(biāo)記抗體/探針）混合雜交；
2. 直觀的界面使得用戶可以在組織切片圖像上任何區(qū)域選擇任何形狀 、任何大小的ROI；
3. 每個(gè)圈選的目標(biāo)區(qū)域依次被紫外光照射，并切斷定量試劑上偶聯(lián)的Oligo 序列；
4. 吸取并收集Oligo標(biāo)簽：在不接觸樣本的情況下，用微毛細(xì)管快速吸出解離的Oligo序列，使樣本切片完整，Oligo標(biāo)簽被收集到96孔收集板中，每一個(gè)孔對(duì)應(yīng)組織切片上選擇的一個(gè)ROI/AOI；
5. 重復(fù)步驟3和步驟4，定量下一個(gè)圈選的區(qū)域，直到所有圈選的區(qū)域檢測(cè)結(jié)束；
6. Oligo標(biāo)簽計(jì)數(shù)：收集的Oligo利用高通量測(cè)序（NGS）進(jìn)行定量。

 

>>> 研究案例

 

胃癌譜系狀態(tài)、腫瘤微環(huán)境和亞型特異性表達(dá)程序的單細(xì)胞圖譜

影響因子：38.272；

發(fā)表時(shí)間：2022.05；

發(fā)表期刊：Cancer Discovery

>>> 研究背景
 

胃癌是全球癌癥發(fā)病率和死亡率的主要原因，在不同患者之間，胃癌常常表現(xiàn)出顯著的異質(zhì)性。此前研究在bulk RNA層面已經(jīng)確定不同患者的個(gè)性化RNA表達(dá)譜，但在腫瘤微環(huán)境層面的研究還有所欠缺，比如常見(jiàn)的細(xì)胞類型以及他們的表達(dá)譜，還有他們的空間位置信息。本研究使用單細(xì)胞測(cè)序結(jié)合DSP空間轉(zhuǎn)錄組探究了胃癌腫瘤微環(huán)境的單細(xì)胞景觀。
 

>>> 研究思路

 

>>> 研究結(jié)論

胃癌綜合單細(xì)胞圖譜

 

研究者以單細(xì)胞分辨率分析了胃惡性腫瘤，并確定漿細(xì)胞比例增加是彌漫型腫瘤的一個(gè)新特征。他們還發(fā)現(xiàn)了具有 INHBA-FAP 高細(xì)胞群的不同癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞亞型，可作為不良臨床預(yù)后的預(yù)測(cè)因子。他們的研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了胃腫瘤生態(tài)系統(tǒng)中細(xì)胞狀態(tài)失調(diào)的潛在起源。

 

>>> 參考文獻(xiàn)：

 

[1] Hsieh WC, Budiarto BR, Wang YF, Lin CY, Gwo MC, So DK, Tzeng YS, Chen SY. Spatial multi-omics analyses of the tumor immune microenvironment. J Biomed Sci. 2022 Nov 14;29(1):96. doi: 10.1186/s12929-022-00879-y. PMID: 36376874; PMCID: PMC9661775.

 

[2] Kumar V, Ramnarayanan K, Sundar R, Padmanabhan N, Srivastava S, Koiwa M, Yasuda T, Koh V, Huang KK, Tay ST, Ho SWT, Tan ALK, Ishimoto T, Kim G, Shabbir A, Chen Q, Zhang B, Xu S, Lam KP, Lum HYJ, Teh M, Yong WP, So JBY, Tan P. Single-Cell Atlas of Lineage States, Tumor Microenvironment, and Subtype-Specific Expression Programs in Gastric Cancer. Cancer Discov. 2022 Mar 1;12(3):670-691. doi: 10.1158/2159-8290.CD-21-0683. PMID: 34642171; PMCID: PMC9394383.