DSP空間蛋白組技術(shù)的核心原理、操作流程、技術(shù)優(yōu)勢及應(yīng)用
瀏覽次數(shù):750 發(fā)布日期:2025-12-24
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在生命科學(xué)研究向精準(zhǔn)化、空間化邁進的今天,傳統(tǒng)蛋白檢測技術(shù)難以兼顧 “高通量” 與 “空間定位” 的核心痛點,成為解析疾病異質(zhì)性、復(fù)雜免疫微環(huán)境的主要瓶頸。Nanostring GeoMx DSP 空間多組學(xué)技術(shù)平臺,構(gòu)建了領(lǐng)先的空間蛋白組檢測服務(wù)體系,將免疫熒光的空間優(yōu)勢與高通量定量技術(shù)完美融合,為科研工作者提供從組織原位到分子機制的全方位解決方案。
一、技術(shù)原理與背景:空間組學(xué)的革命性突破
隨著對疾病機制的研究不斷深入,僅依賴傳統(tǒng)蛋白印跡、流式細胞術(shù)等非空間技術(shù),已無法精準(zhǔn)詮釋組織異質(zhì)性、細胞間相互作用及分子表達的區(qū)域特異性。2022 年,空間多組學(xué)技術(shù)被《Nature Methods》列為最具潛力的前沿技術(shù),其核心價值在于實現(xiàn) “分子表達 + 空間定位” 的雙重解析。
LabEx DSP 空間蛋白組技術(shù)的核心原理,是將熒光標(biāo)記成像與 Oligo 編碼定量技術(shù)相結(jié)合:通過熒光標(biāo)記抗體實現(xiàn)組織形態(tài)學(xué)可視化,同時利用偶聯(lián)特異性 Barcode 的 Oligo 標(biāo)記抗體,對目標(biāo)蛋白進行精準(zhǔn)編碼。在組織切片原位完成雜交后,通過紫外光解技術(shù)釋放目標(biāo)區(qū)域的 Barcode 序列,經(jīng)高通量測序或 nCounter 平臺定量,最終實現(xiàn) “空間位置 - 蛋白表達量” 的精準(zhǔn)映射。該技術(shù)可在單個樣本中同步檢測 570 + 蛋白靶標(biāo),支持額外添加 40 個定制靶標(biāo),覆蓋 77 條核心功能通路,全面滿足復(fù)雜生物學(xué)問題的研究需求。
二、技術(shù)操作流程:標(biāo)準(zhǔn)化流程保障精準(zhǔn)高效
DSP 空間蛋白組檢測遵循嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化流程,確保實驗結(jié)果的可靠性與重復(fù)性,具體步驟如下:
- 樣本制備與雜交:將 5μm 厚度的組織切片(兼容 FFPE 石蠟包埋、新鮮凍存、穿刺樣本、組織陣列 TMA 等多種類型),與成像試劑(熒光標(biāo)記抗體)和定量試劑(Oligo 標(biāo)記抗體)混合孵育,同時完成形態(tài)學(xué)標(biāo)記與分子編碼。
- ROI 區(qū)域精準(zhǔn)圈選:基于組織形態(tài)學(xué)特征,研究者可靈活選擇任意形狀、大小的感興趣區(qū)域(ROI),包括特定細胞群、病變區(qū)域與正常組織交界區(qū)等,實現(xiàn)靶向性分析。
- Barcode 釋放與收集:通過紫外光依次照射各 ROI 區(qū)域,特異性切斷 Oligo 標(biāo)記上的光解連接臂,在不損傷組織樣本的前提下,利用微毛細管快速收集解離的 Barcode 序列,每個 ROI 對應(yīng) 96 孔板中的獨立孔位。
- 定量分析與數(shù)據(jù)輸出:收集的 Barcode 序列經(jīng)高通量測序或 nCounter 平臺定量,結(jié)合生物信息學(xué)分析,生成包含蛋白表達量、空間分布熱圖、通路富集分析等多維度數(shù)據(jù)結(jié)果,支持箱型圖、散點圖、火山圖等多種可視化展示。
三、技術(shù)優(yōu)勢:超越傳統(tǒng)實驗的核心競爭力
相較于 IHC、WB、流式細胞術(shù)等傳統(tǒng)實驗技術(shù),DSP 空間蛋白組技術(shù)具備不可替代的四大核心優(yōu)勢:
- 空間與定量雙重兼顧:突破傳統(tǒng)技術(shù) “要么有空間無定量,要么有定量無空間” 的局限,實現(xiàn)組織原位蛋白表達的精準(zhǔn)定量,直接關(guān)聯(lián)分子功能與組織形態(tài)。
- 高通量與靈活性并存:單次檢測可覆蓋 570 + 預(yù)設(shè)蛋白靶標(biāo),支持定制化添加靶標(biāo),同時兼容多種樣本類型,無需復(fù)雜樣本處理,尤其適配珍貴臨床樣本(如穿刺樣本、FFPE 存檔樣本)。
- 靶向性與特異性突出:通過 ROI 精準(zhǔn)圈選,可聚焦關(guān)鍵區(qū)域進行針對性分析,避免非目標(biāo)區(qū)域的信號干擾;Oligo Barcode 編碼技術(shù)確保檢測特異性,有效降低交叉反應(yīng)風(fēng)險。
- 多領(lǐng)域適配性強:預(yù)設(shè) Panel 覆蓋腫瘤免疫、炎癥調(diào)控、信號通路、細胞代謝等多個研究方向,同時支持定制化方案,滿足基礎(chǔ)研究、臨床轉(zhuǎn)化等不同場景需求。
四、疾病領(lǐng)域應(yīng)用:以腫瘤科為例,賦能精準(zhǔn)醫(yī)療研究
DSP 空間蛋白組技術(shù)在多個疾病領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用,其中在醫(yī)院腫瘤科的研究中展現(xiàn)出顯著價值,尤其適用于肺癌、乳腺癌、結(jié)直腸癌等惡性腫瘤的精準(zhǔn)研究:
技術(shù)助力方向
- 腫瘤異質(zhì)性解析:針對腫瘤組織中癌細胞、基質(zhì)細胞、免疫細胞的區(qū)域分布差異,精準(zhǔn)量化不同區(qū)域的蛋白表達譜,揭示腫瘤內(nèi)部的分子異質(zhì)性特征。
- 腫瘤免疫微環(huán)境研究:分析 CD8+ T 細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞等免疫細胞在腫瘤組織中的空間分布與功能狀態(tài),量化 PD-1、PD-L1、CTLA-4 等免疫檢查點分子的區(qū)域表達,為免疫治療方案優(yōu)化提供依據(jù)。
- 耐藥機制與預(yù)后標(biāo)志物篩選:對比化療敏感區(qū)與耐藥區(qū)、原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移灶的蛋白表達差異,挖掘耐藥相關(guān)分子靶點及預(yù)后預(yù)測標(biāo)志物,助力個體化治療策略制定。
解決的核心難題
- 臨床樣本利用率低:傳統(tǒng)技術(shù)需消耗大量樣本進行多指標(biāo)檢測,而 DSP 技術(shù)可通過單張組織切片實現(xiàn)數(shù)百個蛋白的同步分析,極大提升珍貴臨床樣本的利用效率。
- 免疫微環(huán)境分析模糊化:傳統(tǒng)技術(shù)無法精準(zhǔn)區(qū)分免疫細胞與癌細胞的空間關(guān)系及功能關(guān)聯(lián),DSP 技術(shù)可明確 “哪些免疫細胞在哪個區(qū)域發(fā)揮作用”,為免疫治療療效預(yù)測提供直接證據(jù)。
- 標(biāo)志物驗證周期長:整合 “篩選 - 驗證” 于一體,無需分階段進行多輪實驗,顯著縮短腫瘤標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)與驗證周期,加速轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)進程。
五、空間蛋白組技術(shù)由哪個公司提供?
空間蛋白組技術(shù)服務(wù)由上海樂備實生物技術(shù)有限公司(LabEx)提供,依托 Nanostring GeoMx DSP 平臺,提供從樣本處理、實驗檢測到數(shù)據(jù)分析的一站式服務(wù)。
樂備實服務(wù)產(chǎn)品推薦
樂備實是國內(nèi)專注于提供高質(zhì)量蛋白檢測以及組學(xué)分析服務(wù)的實驗服務(wù)專家,自2018年成立以來,樂備實不斷尋求突破,公司的服務(wù)技術(shù)平臺已擴展到單細胞測序、空間多組學(xué)、流式檢測、超敏電化學(xué)發(fā)光、Luminex多因子檢測、抗體芯片、PCR Array、ELISA、Elispot、PLA蛋白互作、多色免疫組化、DSP空間多組學(xué)等30多個,建立起了一套涵蓋基因、蛋白、細胞以及組織水平實驗的完整檢測體系。
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