TissueFAXS Spectra 助力發(fā)掘胃癌發(fā)生關(guān)鍵臨界點(diǎn)
胃癌(GC)是海內(nèi)外第5大常見(jiàn)惡性腫瘤,也是海內(nèi)外癌癥相關(guān)死亡的第三大原因,其特點(diǎn)是其復(fù)雜性,涉及多個(gè)階段和多種病因。盡管在了解這些癌前病變的組織病理學(xué)特征和分子基礎(chǔ)方面取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,但仍然嚴(yán)重缺乏預(yù)防或逆轉(zhuǎn)這些疾病的臨床有效策略,這突出了早期干預(yù)和預(yù)防方面的關(guān)鍵和持續(xù)差距。

2025 年 9 月,復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院(內(nèi)鏡中心、內(nèi)鏡研究所)和中山大學(xué)(生命科學(xué)學(xué)院 進(jìn)化合成生物學(xué)創(chuàng)新中心)在Signal Transduction and Targeted Therapy發(fā)表題為“Spatiotemporal multi-omics analysis uncovers NADdependent immunosuppressive niche triggering early gastric cancer”文章,IF:52.7。本研究構(gòu)建了早期胃癌時(shí)空多組學(xué)圖譜,揭示了NAD + 代謝驅(qū)動(dòng)的免疫抑制微環(huán)境(由 NAMPT 和 AREG 信號(hào)介導(dǎo)),是觸發(fā)胃癌發(fā)生的關(guān)鍵臨界點(diǎn)。
本研究發(fā)現(xiàn),用ESD標(biāo)本固有的空間連續(xù)性——在個(gè)體微環(huán)境中繪制從正常粘膜到IM再到EGC的分子進(jìn)化圖。這一策略解決了長(zhǎng)期以來(lái)阻礙該領(lǐng)域發(fā)展的患者間異質(zhì)性的挑戰(zhàn),實(shí)現(xiàn)了第1個(gè)統(tǒng)一的人類(lèi)胃癌發(fā)生圖譜的構(gòu)建。通過(guò)人工智能整合的空間多組學(xué),確定了PMC_P小生境——一種新的致癌引爆點(diǎn),在空間上鄰近腫瘤——由炎性干細(xì)胞樣PMC亞群驅(qū)動(dòng)。這個(gè)小生境協(xié)調(diào)巨噬細(xì)胞-上皮細(xì)胞和上皮-成纖維細(xì)胞串?dāng)_,共同引發(fā)致瘤性轉(zhuǎn)化。巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)是早期腫瘤形成的一個(gè)已知標(biāo)志,AREG可由巨噬細(xì)胞表達(dá),并在上皮重塑和腫瘤發(fā)生中發(fā)揮關(guān)鍵作用。與其經(jīng)典的抗腫瘤作用相反,PMC_2小生境中的VEGFA + M1巨噬細(xì)胞矛盾地通過(guò)AREG驅(qū)動(dòng)早期胃癌發(fā)生。EGFR/ERBB2信號(hào),促進(jìn)免疫抑制微環(huán)境,使基質(zhì)重塑和血管生成。使用FK866對(duì)NAMPT進(jìn)行藥物抑制晚期惡性腫瘤的II期試驗(yàn)中減弱了臨床前模型中的EGC發(fā)展,表明其具有攔截惡性轉(zhuǎn)化的潛力。
實(shí)驗(yàn)部分:
TissueFAXS系統(tǒng)(TissueFAXS Spectra)對(duì)載玻片進(jìn)行全景多光譜掃描,進(jìn)行mIHC熒光信號(hào)定量。然后,將數(shù)據(jù)導(dǎo)入StrataQuest分析軟件進(jìn)行分析:
1. 圖像采集:利用TissueFAXS系統(tǒng),對(duì)臨床樣本(組織芯片TMA、異種移植腫瘤組織)的IHC和H&E染色切片進(jìn)行圖像捕獲,確保圖像質(zhì)量穩(wěn)定且可追溯。
2. 定量分析:StrataQuest軟件DAPI通道用于識(shí)別有效核。以有效核為核心,根據(jù)每個(gè)蛋白質(zhì)通道的染色情況設(shè)定距離半徑,找到蛋白質(zhì)熒光染色信號(hào)。然后根據(jù)每個(gè)通道的染色情況設(shè)置閾值,劃分陽(yáng)性細(xì)胞群體,并對(duì)陽(yáng)性細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)。三陽(yáng)性細(xì)胞(A+B+C+)被定義為同時(shí)表達(dá)三種靶蛋白(例如,蛋白A、B和C)的細(xì)胞群體。StrataQuest軟件自動(dòng)計(jì)算每個(gè)象限中的細(xì)胞數(shù)量,并計(jì)算三重陽(yáng)性細(xì)胞在總細(xì)胞群中的比例。。
3. 結(jié)果驗(yàn)證:在驗(yàn)證DAPI/CK/ITGA2及PMC 2標(biāo)記(CK/ITGA2)在這些人群中的空間分布、ITGA2在癌旁區(qū)域的表達(dá)水平、基因(AREG、EGFR和ERBB2)在PMC_P中的過(guò)表達(dá)以及AREG+細(xì)胞和HER2 + EGFR+細(xì)胞共定位、基因(NAMP、ITGA5和ITGB1)在PMC_P中過(guò)度表達(dá)以及ITGB1 + ITGA5+細(xì)胞和NAMPT+細(xì)胞共定位時(shí)空多組學(xué)分析揭示NAD依賴(lài)性等關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)中,該技術(shù)的定量分析結(jié)果成為結(jié)論的重要支撐。

Figure 4 癌前PMC_P小生境協(xié)調(diào)PMC_2積累和PD-L1介導(dǎo)的免疫抑制。通過(guò)免疫熒光雙標(biāo)記(DAPI/CK/ITGA2),PMC_2標(biāo)記(CK/ITGA2)在這些人群中的空間分布,結(jié)果表明PMC_2細(xì)胞在PMC_P區(qū)的富集,說(shuō)明它們從癌前微環(huán)境開(kāi)始擴(kuò)增。定量分析進(jìn)一步證實(shí)了PMC_2比例在不同進(jìn)展階段呈梯度增加21例EGC患者中ITGA2的表達(dá)顯示,ITGA2在癌旁區(qū)域的表達(dá)水平明顯高于其他區(qū)域。

Figure 5 確定EGC啟動(dòng)過(guò)程中的關(guān)鍵細(xì)胞群和CCC機(jī)制。

Figure 6 PMC_2與PMC_P內(nèi)的成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞相互作用。
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