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目前我们公司代理Akoya的产品,邻域水平上细胞的空间表型

  • 日期:2021-09-14 19:19:18
  • 来源:互联网
  • 编辑:小狐
  • 阅读人数:825

在健康和疾病中,细胞不是孤立存在的,而是形成特殊细胞社区,相互作用并决定彼此的命运。这些细胞邻域是由共同的组成区块构成,但这些组成区块的相互作用在不同疾病状态下是不同的。研究人员试图通过对细胞邻域的分析揭示复杂的肿瘤微环境,患者治疗个体间的差异,进而寻找生物标志物。

为何环境很重要

了解不同类型的细胞在空间是如何组织的,可有关微环境方面的有力信息。关于肿瘤的免疫治疗。数十年来,免疫检查点显示出显著的抗肿瘤作用,但仅对少数患者有效。研究人员正在寻找生物标志物,以表明哪些患者可能通过免疫检查点抑制而获益。

研究整个样本的平均生物标志物并不能这个答案。两个样本可能含有相同类型的免疫细胞,但这些免疫细胞的相对位置才可以揭示大量关于肿瘤预后的信息。相对于肿瘤细胞,免疫细胞在哪里?免疫抑制细胞在哪里?单靠测序是无法这些信息的。多重荧光成像技术允许研究者一次可视化几十个生物标记,同时保留它们的环境信息。

来自Earle A. Chiles研究所Robert W. Franz 肿瘤研究中心的美国肿瘤治疗先驱 Bernard Fox博士的一项经典发现更直观的说明空间环境信息的重要性。

Fox博士团队对100多个口腔鳞状细胞癌病人的免疫机能进行了监测,一开始只是简单区分了肿瘤细胞和基质细胞,其实验结果无法说清楚与患者生存时间的关系。他们发现表达更高FOXP3+的患者受到免疫抑制后却有更高的存活率,这一点并不合理。

目前我们公司代理Akoya的产品,邻域水平上细胞的空间表型(图1)

这时他们考虑开始细胞空间分布的研究,决定同时观察CD8+ 细胞毒性T细胞和调节性T细胞Treg,结果发现在CD8+ T细胞周围30μm半径范围内存在大量的FOXP3+调节性T细胞,而正常情况下不存在这种空间分布。结合细胞空间信息,发现存在30μm 半径范围内表达FOXP3+ 数量越多的CD8+ T的患者表现出更差的生存结果,细胞的相互作用更好的预测了结果并体现在生存时间的长短上。

目前我们公司代理Akoya的产品,邻域水平上细胞的空间表型(图2)

CODEX细胞邻域研究

来自美国斯坦福大学Gary Nolan教授作为CODEX技术的发明人,其团队在《Cell》杂志上发表的 《Coordinated Cellular Neighborhoods Orchestrate Antitumoral Immunity at the Colorectal Cancer Invasive Front》的工作和研究思路,堪称细胞空间邻域研究的典范。

深度分析了35个CRC患者140份组织样本56种蛋白标志,通过拆解细胞交互关系,揭示组织微环境中的空间结构单元,肿瘤和免疫结构互作关系的改变与患者预后风险的相关性,及在高风险患者中局部微环境中的PD-1+ CD4+ T的富集比例和存活预期相关性。

通过超多重标记表达谱、组织位置和形态等合并信息,识别并验证了28个独特的细胞类型簇,包括18个免疫细胞簇,6个间质和血管簇,2个混合簇,1个肿瘤细胞簇和1个未定义簇。使用Voronoi图来可视化这些细胞类型(CT)合并集群以简化可视化(图3C)并在每个组和每个患者的基础上将每个免疫CT作为总免疫细胞的一部分进行量化。所有患者的免疫亚群均显示CT比例为高(即,巨噬细胞,34%)中(即,CD4+ T细胞, 15%;CD8+ T细胞,13%;B细胞,10%)和低比例(如Treg细胞,2%;自然杀伤【NK】细胞,<1%;CD11c+树突状细胞【DC】 <1%)而在CLR和DII患者之间观察到这些免疫细胞簇的组成差异。最明显的是,CLR患者的B细胞比例较高,而DII患者的巨噬细胞比例较高。

目前我们公司代理Akoya的产品,邻域水平上细胞的空间表型(图3)

CD4+:CD8+ T细胞比率通常被用作确定癌症中T细胞功能整体平衡的简单指标,当在肿瘤和肿瘤免疫界面进行测量时,可预后信息。“肿瘤”和“肿瘤免疫界面”可能是由更精细的亚结构组成,而这些结构在以前的研究中并没有提到。因此,本文中计算并可视化了每个患者每个细胞邻域(CN)中CD4+和CD8+ T细胞的频率。接下来评估这些频率或它们在肿瘤CN(CN-2和CN-6)中的比率是否与总生存率相关。CN-6中的CD4+ T细胞频率和CD4+:CD8+T细胞比率是显著的预后因素。这表明肿瘤边界特异性T细胞活性可能在抗肿瘤免疫应答中起重要作用。除了量化T细胞亚群的频率和比率外,CODEX可视化还允许基于关键激活、共刺激和检查点分子的测量水平同时研究细胞功能状态。

同时,量化9个CN中标记阳性(PD-1+、Ki-67+、ICOS+)T细胞亚群的相对比例。在CN-2(大块肿瘤)中,至少表达这三种标志物中的一种的T细胞比例大约是其他CN中的两倍。计算了CN-1、CN-2、CN-4和CN-6中标记阳性细胞中ICOS+、Ki-67+和PD-1+细胞的相对比例。观察到与CN-2相比,CN-1、CN-4和CN-6中ICOS+标记阳性细胞的比例显著增高。这表明表达活化标志物ICOS的T细胞亚群在肿瘤中的比例较低。相反Ki-67+CD4+ T细胞的频率在大肿瘤中最高。这些数据表明,与肿瘤边界和其他iTME CN相比,肿瘤内的炎症环境发生了变化,并提出哪些信号维持这种不一致关系。

目前我们公司代理Akoya的产品,邻域水平上细胞的空间表型(图4)

细胞邻域的空间分布模式

当我们来研究细胞邻域时,我们会发现每个细胞被很多个细胞所围绕,会由很多区域的细胞邻域组成,我们可以通过分析获得任何类型的单个细胞的空间信息。

目前我们公司代理Akoya的产品,邻域水平上细胞的空间表型(图5)

在多重分析查看器(MAV)中展示邻域信息

原位可视化不同的标志物

对细胞设门

目前我们公司代理Akoya的产品,邻域水平上细胞的空间表型(图6)

在《了解细胞邻域:邻域水平上细胞的空间表型》的Webinar中,我们演示了CODEX单细胞空间表型是如何为细胞邻域独特见解的。并讨论了斯坦福大学Gary Nolan实验室的一项研究中发现的细胞邻域,并可用于揭示CODEX单细胞空间表型数据集中复杂细胞邻域的生物信息学工具的概述。

通过观看研讨会内容可了解:

单个特化细胞是如何组织成复杂的细胞邻域

研究人员是如何研究健康和疾病中的细胞邻域

CODEX数据如何帮助您发现和比较不同邻域的特征

关于云准

ABOUT US

云准医药科技(上海)有限公司(以下简称:云准)英文名:AccuraMed,用精准和医药相结合。云准成立于2016年,是一家专注于组织生物学标记物检测分析、肿瘤创新药物靶点发现及临床病理免疫诊疗检测方案的高科技公司。针对当前热点的肿瘤免疫相关研究致力于为客户先进的肿瘤组织免疫微环境分析解决方案。目前我们公司代理Akoya的产品(CODEX平台和Phenoptics平台)并基于此可以肿瘤免疫微环境检测相关技术服务。此外云准科技还可以为您单细胞+空间多组学技术服务,全方位解析生命的奥秘。云准科技拥有显微切割平台及Thunder活细胞成像平台,为您专业的显微切割和Thunder活细胞成像服务。此外我们公司还有配备了3i显微镜成像,可以为您Marianas LightSheet 成像技术服务和Cleared Tissue LightSheet组织透明化成像服务。此外我们还引进了Agena核酸质谱进行基因分型的检测服务。未来,云准将以创新为驱动力,继续对产品进行深度整合与,推动肿瘤免疫、创新免疫疗法和病理诊断技术的突破性发展,必将为肿瘤的诊断和治疗带来性变化。

本文相关词条概念解析:

细胞

细胞(英文名:cell)是生物体基本的结构和功能单位。已知除病毒之外的所有生物均由细胞所组成,但病毒生命活动也必须在细胞中才能体现。一般来说,细菌等绝大部分微生物以及原生动物由一个细胞组成,即单细胞生物;高等植物与高等动物则是多细胞生物。细胞可分为两类:原核细胞、真核细胞。但也有人提出应分为三类,即把原属于原核细胞的古核细胞独立出来作为与之并列的一类。研究细胞的学科称为细胞生物学。世界上现存最大的细胞为鸵鸟的卵子。细胞体形极微,在显微镜下始能窥见,形状多种多样。主要由细胞核与细胞质构成,表面有细胞膜。高等植物细胞膜外有细胞壁,细胞质中常有质体,体内有叶绿体和液泡,还有线粒体。动物细胞无细胞壁,细胞质中常有中心体,而高等植物细胞中则无。细胞有运动、营养和繁殖等机能。

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