肿瘤微环境由不同的细胞类型及其多种表型组成，这些细胞在空间上形成一个复杂的微型“生态系统”，癌细胞与其邻接或者相互作用的细胞及非细胞成分共同影响了肿瘤的生长、侵袭、转移，以及肿瘤治疗药物的疗效。然而，传统研究方法在解析这个微观世界时往往力不从心，难以获取细胞在原位的空间信息及多组学信息。空间蛋白组技术的出现则改变了这一局面。
空间蛋白质组学揭示不同治疗疗效肿瘤微环境变化
空间蛋白组技术能够精准地描绘肿瘤微环境各组成部分在原位的表达图谱和空间分布，为研究人员深入理解肿瘤微环境的复杂性提供了关键线索。在细胞组成分析方面，它就像一位明察秋毫的 “细胞侦探”，能细致入微地揭示肿瘤组织中不同细胞类型的分布与相互关系。无论是肿瘤细胞、免疫细胞，还是基质细胞，都无所遁形。
例如，在对三阴性乳腺癌的研究中【1】，通过空间蛋白组技术，研究人员能够清晰地看到不同治疗应答轨迹下免疫细胞的浸润情况，从而为个性化治疗提供重要依据。
空间蛋白质组展示不同免疫治疗疗效的乳腺癌患者肿瘤组织中细胞亚群分布模式
空间蛋白质组学助力解构肿瘤微环境拓扑特征
对于细胞相互作用的研究，空间蛋白组技术恰似一位敏锐的 “关系洞察者”。它能够检测细胞间的受体-配体相互作用，揭示细胞通讯网络的奥秘。
以胶质瘤研究为例【2】，研究人员结合空间转录组学、空间蛋白组学和计算方法来定义胶质瘤细胞状态并揭示其组织结构，并发现了三种组织模式：
▶ 胶质瘤由局部生态位组成，每个生态位通常富集一种主要的细胞状态；
▶ 特定的细胞状态配对在空间上更为接近，而且在肿瘤中具有一致性，如 MES - Hyp（间充质 - 缺氧）状态的胶质瘤细胞与巨噬细胞（Mac）在空间分布上呈现出紧密相邻的关系；
▶ 这些成对交互的状态共同定义了一个由五个层级组成的全局体系结构，缺氧（Hypoxia）是驱动这些层级结构形成的关键因素。
空间蛋白质组揭示GBM中Cellular State 特征及分布结构异质性
空间蛋白组学助力揭示肿瘤免疫微环境差异
空间蛋白组学能够揭示肿瘤免疫微环境的差异。例如，在对NASH相关肝细胞癌的研究【3】中，空间蛋白组技术清晰地呈现了MDSC（骨髓源性抑制细胞）和TAM（肿瘤相关巨噬细胞）与效应T细胞之间的相互作用。研究发现，MDSC表面高表达的程序性死亡受体-1（PD-1）配体与CD8+ T细胞表面的PD-1结合，抑制了T细胞的活性；同时，TAM分泌的白细胞介素-10（IL-10）等免疫抑制性细胞因子，也参与到了抑制效应T细胞功能的过程中。这一发现为理解免疫抑制机制和寻找潜在治疗靶点提供了有力支撑。
空间蛋白质组学数据揭示肿瘤免疫微环境中细胞分布及比例差异
时空蛋白转录组Stereo-CITE
为了帮助科研人员通过多组学研究更深入地探索疾病的发生发展机制，华大时空组学开发了时空蛋白转录组Stereo-CITE。该技术能够在同一组织切片上以单细胞分辨率实现全转录组及100多种蛋白质的原位共检测，这一突破性进展，极大地丰富了我们对生物体内基因与蛋白质复杂互作关系的理解。
在技术实现上，Stereo-CITE巧妙结合了DAPI染料对新鲜冷冻样本DNA的高效染色，以精确定位细胞核结构；同时，借助Stereo-seq芯片上精心设计的捕获探针，该技术能够精准地抓取组织中的mRNA分子及抗体衍生标签（ADT），这些标签作为蛋白质的“身份证”，使得蛋白质的原位检测成为可能。并通过空间条形码（Coordinate ID, CID）还原回空间位置，生成基因和蛋白的空间表达图谱。
时空蛋白转录组Stereo-CITE技术原理
时空蛋白转录组Stereo-CITE技术优势
Stero-CITE能够实现全转录组和100+蛋白的共同检测，且蛋白检测不影响转录组基因捕获。这一点对于验证转录水平与蛋白水平之间的一致性至关重要，极大程度提高了研究结果的可信度。
此外，Stereo-CITE技术在同一张切片上测序可视化结果与免疫荧光（IF）荧光强度具有较高的相关性，其产生的蛋白质组数据具有较好的重复性和稳定性。这意味着研究人员可以在不同实验条件下获得可靠且可比的数据，为大规模的肿瘤研究提供了坚实的技术保障。
通过生物学重复实验可发现Stero-CITE产生的蛋白质组和转录组数据表现出以下特点：不同批次间的实验结果具有较小的批次效应，确保了数据的一致性；实验结果具有良好的可重复性，这表明实验方法的稳定性和可靠性；此外，这些数据还能准确地反映出组织样本的聚类结构，为后续的生物信息学分析提供了有力的数据支持。
空间蛋白组技术尤其是Stereo-CITE技术将继续在肿瘤研究领域发挥巨大潜力。随着技术的不断发展和完善，无论是精准医疗的推进，还是药物开发的加速，Stereo-CITE都将是不可或缺的科研利器。
长按二维码订购时空转录组Stereo-CITE
内容 | 李梁宇、南措吉
题图 | 彭卫
排版 | 小飞鱼
审核 | 刘一帆、尹献辉、黎晓玲
特别关注
为了帮助科研人员便捷、高效的利用FFPE样本开展创新研究，华大生命科学研究院联合华大教育中心特发起时空实验操作技能培训课—FFPE样本专题。刚刚结束的深圳站和青岛站获得了用户的一致好评。11月27-29日，深圳站再次起航，感兴趣的老师，快快点击链接报名吧>>>相约深圳 | 华大时空FFPE样本实验操作技能培训火热报名中
推荐阅读
联系我们
对时空组学或单细胞组学整体解决方案感兴趣的老师，可选择以下方式和我们联系，我们将及时为您进行详细的介绍：
1. 在公众号留言；
2. 发送信息至邮箱：
services@stomics.tech。
让我知道你“在看”
