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非因生物——数字空间多组学(DSP)合作文章集锦

非因生物——数字空间多组学(DSP)合作文章集锦

作者: FynnBio | 来源:发表于2023-11-23 16:20 被阅读0次

非因生物作为国内第一家搭建数字空间多组学(DSP)技术平台的服务商,第一时间为国内研究者带来了这一重磅技术。四年深耕,非因生物实现了空间多组学全方位的“开花结果”。实验方面,非因实验团队总结出的DSP应用的最优实验方案和关键环节的注意事项,由全球最大的图书和学术期刊出版社之一的springer出版、并发表在《Methods in Molecular Biology》(第6章,pp69–83)。荧光标记抗体染色类型经验遥遥领先,达到近百种。生信方面,整合型空间多组学分析为业内肿瘤研究的发展提供了新的思路和技术方法。合作文章更是捷报频传,势不可挡,已形成压倒性优势。有实力,想低调都难。事实胜于雄辩,上干货!

2021年1月,非因生物连同北京大学肿瘤医院等合作单位,率先在《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》上发表了题为《Tumor Microenvironment Profiles Reveal Distinct Therapy-Oriented Proteogenomic Characteristics in Colorectal Cance》的成果,这也是 DSP 技术在国内应用以来的第一篇文献,标志着数字化空间分析技术(DSP)在国内的应用由此开始,也为结直肠癌研究提供了新的见解。

紧接着非因生物运用结直肠癌样本,染色方案:PanCK, CD45, SYTO13;DSP技术结合了标准免疫荧光和数字条形码定量技术,通过以单细胞水平分辨率的高清组织图像辅助,对多达几十种蛋白和 18000 多种 mRNA 进行定量分析。证明了DSP 技术可以为广泛的生物医学研究提供了见解,特别是免疫肿瘤学和肿瘤微环境领域。DSP将包括高通量检测技术(NGS或数字光学条形码)、可编程 DMD 技术和微流体采样在内的多种前沿技术集成到传统的 IHC 和核糖核酸原位杂交(ISH)方法中,为 FFPE 样本和新鲜冷冻组织的空间分辨蛋白质组学和转录组学分析创造了一种创新工具,也在该项研究中我们得到证实。

非因生物分别从空间转录组技术和空间蛋白组技术两方面,简明扼要地介绍了各类空间生物学技术,结合非因生物自身在空间生物学的大量经验,进一步介绍了 DSP 空间组学技术,讨论了其在免疫肿瘤学中的独特特性及其未来在 TME 方面研究发展的展望,包括非因数字空间多组学分析技术(DSP)、10X 空间转录组技术(ST)、基于循环免疫荧光的 CODEX 和 Multi-Omyx 技术、基于质谱(MS)的成像质谱(IMS)和多重离子束成像(MIBI)技术;同时还探讨了 FISSEQ、MERFISH、Slideseq 和 HDST 等当中一些可能在不久的将来得到广泛地应用的技术。

2022年3月,中南大学湘雅二医院的陈安群团队发表了题为《Digital Spatial Profiling of Individual Glomeruli From Patients With Anti-Neutrophil Cytoplasmic Autoantibody-Associated Glomerulonephritis》的研究性文章,这也是国内应用者完成的首篇研究性文献,研究者运用DSP空间组技术,对4例ANCA-GN和2例MCD患者的1833个免疫代谢相关基因进行DSP-CTA转录组分析;同时对3例ANCA-GN患者的45种免疫相关蛋白进行DSP蛋白组分析;通过差异表达分析、基因集富集(GSEA)分析和加权基因共表达网络(WGCNA)分析,识别差异表达基因、通路和共表达网络,清楚地表明EC细胞在UC中的独特表达模式,加深了对EC细胞行为的理解,同时为UC治疗提供了新的靶点。

研究者应用 DSP 对溃疡性结肠炎进行探索,染色策略:Epcam、5-HT、SYTO13;研究团队仅应用 DSP 数字空间全转录组(WTA,Whole Transcriptome Atlas)技术,在 2 个 TMAs 芯片上选取 15 个 ROI(8 例 UC 患者和 7 例健康对照者),通过差异表达分析、基因集富集分析和加权基因共表达网络分析,识别差异表达基因、通路和共表达网络,清楚地表明EC细胞在UC中的独特表达模式,加深了对EC细胞行为的理解,同时为 UC 治疗提供了新的靶点。

研究团队在这项研究中发现,在接受抗 VEGF 治疗的 mRCC 患者中,基于 CT 的身体成分,尤其是PRFT,与 OS 和 PFS 显著相关。与 VAT、SAT 和 BMI 相比,PRFT 是中国 mRCC 患者 OS 和 PFS 的独立预测指标。当 PRFT 被纳入该风险模型时,IMDC 模型的预测性能显著提高。借助 DSP 空间转录组技术和RT-qPCR 推测了潜在机制,即高 PRFT 患者的肿瘤显示血管生成信号增加可以很好的解释抗 VEGF 治疗敏感性的增加,尽管肥胖悖论的机制需要进一步研究。

文章作者研究发现,成熟的 TLSs 改善了 ESCC 完全切除患者的预后;使用 DL TLS 分类器将有助于精确有效地评估 TLS 成熟状态,并为 ESCC 治疗个性化提供新的可能性。染色策略:CD20、CD3、pan-CK、Syto13,最终发现成熟的 TLSs 在 ESCC 中促进了免疫细胞的协作,并为 B 细胞的完全分化提供了特殊生态位,进一步诱导TLSs 中 CD4+ T 细胞的激活和肿瘤区域 CD8+ T 细胞的有效募集,从而产生和维持有效的抗肿瘤体液和细胞免疫,改善 ESCC 预后。

研究者首先提出了对肿瘤、肿瘤微环境和肿瘤免疫反应的全面剖析,利用 DSP-CTA 发现 PC 标志物,然后通过其他方法验证标志物在 PC 预测中的作用,对高危 PC 患者的筛查产生有临床意义的影响。最终确定LAMB3, FN1, KRT19 和 ANXA1 联合是预测 PC 预后有效指标。同时,FN1 和 ANXA1 可以作为 PC 免疫治疗效果的指标。

2023年6月,中国医学科学院肿瘤医院杨琳团队发表了题为《Multi-dimensional characterization of immunological profiles in small cell lung cancer uncovers clinically relevant immune subtypes with distinct prognoses and therapeutic vulnerabilities》的研究性文章,研究者运用DSP-WTA空间全转录组和DSP空间蛋白组技术定义了两个小细胞肺癌(SCLC)免疫亚型,目前,这是首次使用临床FFPE样本对SCLC免疫微环境进行全面的多维研究,具有重要的临床应用潜力。

2023年8月郑州大学董子钢和李翔团队在《Nature Communications》(IF:16.6)杂志上发表题为:“Spatial transcriptomics analysis of esophageal squamous precancerous lesions and their progression to esophageal cancer”的研究性论文。文中使用的DSP空间全转录组技术由非因生物提供,该文章是国内首篇影响因子超过16的DSP文章!研究表明,鳞状上皮热休克蛋白58 (Cornulin,CRNN)和转胶蛋白2 (Transgelin 2, TAGLN2)异常表达与食管癌前病变向食管癌进展相关,并有望成为食管癌早期干预标志物。

研究应用数字化空间分析技术(DSP)对 45 例 MMRd-EC 患者的 1800 多个关键肿瘤免疫相关基因进行综合分析,在肿瘤特异性区域发现了 14 个基因,根据不同的免疫特征将肿瘤分为“热组”、“中组”和“冷组”,用 PanCK、CD45、Syto13 分别对上皮细胞、免疫细胞和细胞核进行形态学标记。并联合免疫组织化学(IHC)和多重荧光免疫组化技术(mIHC)进行相关验证。研究证实了 MMRd-ECs 的 TME 中 MMRd/MSI 复杂状态下的异质性,并表明这些 ECs 可以根据病理环境中潜在的生物标志物:HLA I 类、DNMT3A 和 CD8 进行分层,以提高这类患者的 ICI 治疗效果。

研究中运用非因空间多组学分析平台,对 ESCC 肿瘤细胞和肿瘤微环境(TME-L)淋巴细胞中的 31 种免疫蛋白(13 种免疫细胞标记物、8 种免疫激活标记物和 10 种免疫治疗靶标)进行了在组织背景下的定量分析,并构建了一种新的 R/M 风险评分模型。研究结果不仅为预测 R/M 风险提供了一种基于免疫蛋白空间表达的更准确的评分方法,而且还提出了肿瘤免疫微环境中 IDO1 可能在介导 ESCC 的 R/M 中起着重要推动作用。

DSP技术平台的优势在于,对组织切片进行全景成像(36.2 mm X 14.6 mm),依赖程序化数字显微技术(Programmable Digital Micromirror Device),其成像分辨率可以达到微米级;同时对多达570+重蛋白靶标进行原位定量检测,独特的探针设计能够检测到低丰度蛋白;也可以在连续切片上进行高维度转录组(18000重RNA靶标)原位定量检测,适用于将空间组、蛋白组和转录组多组学数据整合分析;整个实验操作周期短,对组织样本不破坏,适用于临床珍贵样本的高维度分析和保存,并且该技术对样本容忍度高,与流行的福尔马林固定-石蜡包埋组织切片(FFPE)相兼容,并进一步扩展了其应用范围,可实现组织芯片样本(TMA)的分析,在临床和科研领域具有广泛的应用前景。

关于非因生物的数字空间多组学(DSP)平台还在不断地积累经验,力求为国内科研工作者更好地解决科研过程中遇到的各种学术难题和临床现象,现在该平台已进行几百个项目,研究成果也如雨后春笋般不断地涌现!

近期也有合作的多位老师已完成了数据处理及文章的写作工作,正在冲击cell、DRU、Cancer Cell等Top 期刊,大家共同期待一下吧!现在已有的科研成果,以及在进行的研究项目,都充分的证明了数字空间多组学DSP技术作为空间组学技术中必要的一环,正在为肿瘤微环境及异质性研究甚至是神经科学等做出重大贡献。

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