空间组学研究中多重免疫荧光技术的运用与拓展

组织和细胞样本是生物学中蛋白质或RNA表达分析的主要样本来源，帮助我们理解细胞有什么特征、如何相互作用、如何组织并驱动各种生物功能。基于抗原-抗体结合的基本原理，利用荧光标记的免疫荧光技术（IF）已成为转化和基础研究的重要方法。
 
尽管传统的免疫荧光技术在组织病理学诊断中被广泛使用，但其局限性（如观察者之间的高度可变性和每个组织切片只能标记一个标记物的能力），阻碍了快速的high-plex分析。为了规避这些限制，多重免疫荧光技术的出现使得从单个组织切片中同时检测多个标记物成为可能，并应用于细胞组成、细胞功能和细胞-细胞相互作用等的全面研究。
 
多重免疫荧光技术，由于其快速，准确，可量化，包含原位信息的特点，成为了肿瘤空间多组学中的一项重要技术手段。已发表的空间组学研究高分文献中也多次出现多重免疫荧光的身影。

⏩ Spatiotemporal Immune Landscape of Colorectal Cancer Liver Metastasis at Single-Cell Level（IF=39.40）

⏩ Spatially resolved multi-omics single-cell analyses inform mechanisms of immune-dysfunction in pancreatic cancer（IF=33.883）

⏩ Spatial transcriptomics delineates molecular features and cellular plasticity in lung adenocarcinoma progression（IF=33.5）

⏩ Identification of a tumour immune barrier in the HCC microenvironment that determines the efficacy of immunotherapy（IF=30.083）
 
随着技术的不断发展，高通量多重染色已不仅仅只单独用来标注几种不同细胞类型的特征蛋白表达与空间分布，还能结合起来其他的技术手段，能高通量地进行空间区域的RNA和蛋白检测和定量。

GeoMx® DSP与CosMx™ SMI 
 
GeoMx® DSP就是一个先进多重组织成像和空间多组学平台，它将标准免疫荧光技术与寡核苷酸条形码技术相结合，使研究人员能够快速表征组织形态，同时对各种样品类型（特别是FFPE组织切片）的RNA和蛋白质进行空间分析。
 

 
该技术平台将分子条形码寡核苷酸标签用可光切割的紫外光敏感连接剂与抗体或RNA探针结合。然后将这些标记的探针杂交到组织切片上，并用荧光形态标记物染色，以识别组织的形态特征(多种免疫荧光识别特定细胞类型)。识别的形态特征有助于选择要分析的区域。然后用紫外光激发选定的区域，触发从组织表面提取的寡核苷酸标签的释放，使样品能够重复使用。然后使用NGS对寡核苷酸标签进行定量分析，并将其映射回组织位置，以便在选定的感兴趣区域进行空间分析。
 
而SMI则是对DSP的补充，结合了灵敏的循环原位杂交化学和超高分辨率成像读出元件。SMI能够实现mRNA转录组和蛋白质的单细胞和整个组织切片的亚细胞分辨率水平。
 

 
SMI是探索使用DSP进行全转录组分析下游问题的理想选择，因为这两个技术平台可以在同一研究中用于互补实验。DSP和SMI可以一起应用于许多研究，如生成细胞/组织图谱，组织表型或研究生物学中的问题，如研究细胞-细胞相互作用，细胞过程和生物标志物发现。
 
SBC先后搭建GeoMx® DSP和CosMx™ SMI两大空间组学研究平台，并与NanoString携手共建DSP空间组学“卓越中心”，搭配10x Visium Cytassist以及LCM+timsTOF Pro 4D非靶向深度空间蛋白组平台，打造空间生物学全链条创新多组学平台及解决方案，助力科学发现。