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(fù)雜性的認(rèn)識促使研究人員開發(fā)了多重免疫組織化學(xué)方法(mIHC)，在單張載玻片上檢測數(shù)十種標(biāo)記物。這些方法通過突出空間背景下單細(xì)胞水平的組織結(jié)構(gòu)來深入了解疾病狀態(tài)。

皮膚病理學(xué)家FrancescaBosisio和生物工程師FrederikDeSmet是魯汶大學(xué)mIHC設(shè)施的聯(lián)合主席。他們的旗艦高復(fù)數(shù)mIHC技術(shù)，抗體新沉積多重迭代標(biāo)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(dá)80個標(biāo)記進(jìn)行染色。1在他們的設(shè)施中，他們?yōu)轸斻氪髮W(xué)及其他地區(qū)的科學(xué)家提供端到端mIHC服務(wù)。在接受《科學(xué)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(dāng)我在米蘭比可卡大學(xué)擔(dān)任住院醫(yī)師時。我與GiorgioCattoretti一起工作，我們認(rèn)為是時候在病理幻燈片上放置十多個標(biāo)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(dāng)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(xué)讀研究生，染色方法已經(jīng)準(zhǔn)備好進(jìn)行測試了。我有一組39個表型和功能標(biāo)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(jìn)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(xì)胞信號到推斷組織中的細(xì)胞關(guān)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(xì)胞的激活狀態(tài)如何變化。2

MILAN與其他高復(fù)數(shù)mIHC方法相比如何?

FrederikDeSmet：大多數(shù)其他技術(shù)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(xué)載玻片的整個表面。

FB：我們不使用工程抗體;經(jīng)過驗(yàn)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(shí)施。此外，MILAN使用二抗來放大信號。這允許捕獲較低強(qiáng)度的信號，因此可以檢測到的蛋白質(zhì)表達(dá)范圍比使用不帶擴(kuò)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(jié)束的整個過程。當(dāng)研究人員將樣本帶到我們的設(shè)施時，我們會有病理學(xué)家參與。整合空間數(shù)據(jù)和單細(xì)胞數(shù)據(jù)是一個挑戰(zhàn)。讓具有多年知識和培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)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(xué)家可以確定某些信號是否相關(guān)。

另請參閱“傳統(tǒng)技術(shù)，新應(yīng)用”

此外，我們擁有可以自動完成大量工作的內(nèi)部儀器，這有利于標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)質(zhì)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(xué)技能的人也可以了解不同表型中存在的表達(dá)水平。

你們都是癌癥研究人員。mIHC如何使該領(lǐng)域受益?

FB：癌癥具有復(fù)雜的免疫生態(tài)系統(tǒng)。有不同類型的炎癥細(xì)胞對抗腫瘤，并且腫瘤本身是異質(zhì)的，呈現(xiàn)不同的細(xì)胞狀態(tài)。為了表征載玻片上的每個細(xì)胞，研究人員需要對每個癌細(xì)胞中的特定標(biāo)記進(jìn)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(fù)雜的情況。如果我們能夠看到患者特異性的異質(zhì)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(jié)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(yīng)，重要的是觀察位于腫瘤特定部分的某些細(xì)胞類型上標(biāo)記的表達(dá)。

FDS：對于膠質(zhì)母細(xì)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(xì)胞的位置、它們?nèi)绾蜗嗷プ饔靡约敖M織結(jié)構(gòu)。我們正在使用多重技術(shù)來了解一系列患者概況，并確定如何以個性化的方式進(jìn)行干預(yù)。

米蘭方法的前景如何?

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

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