用于探索病變組織的大型多重分析

對癌癥等疾病中組織復雜性的認識促使研究人員開發(fā)了多重免疫組織化學方法(mIHC)，在單張載玻片上檢測數(shù)十種標記物。這些方法通過突出空間背景下單細胞水平的組織結構來深入了解疾病狀態(tài)。

皮膚病理學家FrancescaBosisio和生物工程師FrederikDeSmet是魯汶大學mIHC設施的聯(lián)合主席。他們的旗艦高復數(shù)mIHC技術，抗體新沉積多重迭代標記(MILAN)，是一種循環(huán)染色方法，使用傳統(tǒng)熒光抗體在同一張玻片上對多達80個標記進行染色。1在他們的設施中，他們?yōu)轸斻氪髮W及其他地區(qū)的科學家提供端到端mIHC服務。在接受《科學家》雜志采訪時，Bosisio和DeSmet討論了MILAN的起源和mIHC的好處。

MILAN方法是如何開發(fā)的?

FrancescaBosisio：當我在米蘭比可卡大學擔任住院醫(yī)師時。我與GiorgioCattoretti一起工作，我們認為是時候在病理幻燈片上放置十多個標記了。為了開發(fā)mIHC方案，我們開始比較不同的抗體剝離方法。我們花了相當多的時間開發(fā)一種對組織溫和的高效剝離解決方案。

然后我來到魯汶大學讀研究生，染色方法已經(jīng)準備好進行測試了。我有一組39個表型和功能標記來研究原發(fā)性黑色素瘤組織的微環(huán)境。突然間，我有了大量的多重圖像，但無法對其進行分析。我們花了兩年時間從頭開始開發(fā)自己的管道，從單細胞信號到推斷組織中的細胞關系。這促使我們開發(fā)了自己的分析軟件，并了解原發(fā)性黑色素瘤不同區(qū)域中T淋巴細胞的激活狀態(tài)如何變化。2

MILAN與其他高復數(shù)mIHC方法相比如何?

FrederikDeSmet：大多數(shù)其他技術都局限于一厘米或更小的可染色區(qū)域。通過MILAN，我們分析了常規(guī)組織學載玻片的整個表面。

FB：我們不使用工程抗體;經(jīng)過驗證后，我們可以將任何感興趣的抗體用于該項目。如果研究人員開發(fā)出了自己的抗體，我們可以立即實施。此外，MILAN使用二抗來放大信號。這允許捕獲較低強度的信號，因此可以檢測到的蛋白質表達范圍比使用不帶擴增系統(tǒng)的一抗時更廣泛。

您的工廠如何優(yōu)化MILAN方法?

FDS：我們策劃從開始到結束的整個過程。當研究人員將樣本帶到我們的設施時，我們會有病理學家參與。整合空間數(shù)據(jù)和單細胞數(shù)據(jù)是一個挑戰(zhàn)。讓具有多年知識和培訓經(jīng)驗的人員來觀察染色的組織非常重要。在研究人員深入研究他們發(fā)現(xiàn)的相互作用之前，病理學家可以確定某些信號是否相關。

另請參閱“傳統(tǒng)技術，新應用”

此外，我們擁有可以自動完成大量工作的內部儀器，這有利于標準化和數(shù)據(jù)質量。數(shù)據(jù)分析通常具有挑戰(zhàn)性，因此我們正在研究一種解決方案，讓沒有生物信息學技能的人也可以了解不同表型中存在的表達水平。

你們都是癌癥研究人員。mIHC如何使該領域受益?

FB：癌癥具有復雜的免疫生態(tài)系統(tǒng)。有不同類型的炎癥細胞對抗腫瘤，并且腫瘤本身是異質的，呈現(xiàn)不同的細胞狀態(tài)。為了表征載玻片上的每個細胞，研究人員需要對每個癌細胞中的特定標記進行染色。通過這種方式，我們可以根據(jù)每位患者的特定癌癥和炎癥群體組成來展示其復雜的情況。如果我們能夠看到患者特異性的異質性，我們就可以找到更好的藥物來治療患者的特定癌癥。

在最近的一項研究中，我們繪制了黑色素瘤患者在接受免疫治療之前的免疫表型。3mIHC的空間成分是造成我們結果差異的原因。為了確定患者是否會對免疫療法產(chǎn)生反應，重要的是觀察位于腫瘤特定部分的某些細胞類型上標記的表達。

FDS：對于膠質母細胞瘤，目前可用的免疫治療方法效果不佳。為了探索新的策略，我們需要知道某些細胞的位置、它們如何相互作用以及組織結構。我們正在使用多重技術來了解一系列患者概況，并確定如何以個性化的方式進行干預。

米蘭方法的前景如何?

FDS：下一階段是將MILAN與其他技術相結合，例如執(zhí)行mIHC并將轉錄組學疊加在同一張玻片上的單個細胞上。這增加了對疾病過程的復雜性和理解的另一個層次，而這些方法本身是不可能實現(xiàn)的。這就是最終目標。

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