腫瘤免疫微環境（TIME）由腫瘤細胞、免疫細胞、基質細胞、成纖維細胞、細胞外基質和血管組成。在TIME中，各種類型的細胞之間通過分泌分子、蛋白質和囊泡等通訊信號發生動態和雙向的相互作用。在過去的十年中，單細胞技術在基因組、轉錄組和蛋白質組水平上揭示了腫瘤免疫微環境的異質性，并進一步加深了我們對腫瘤發生機制的理解。然而，這些方法丟失了有關腫瘤免疫微環境的空間信息，例如細胞位置和細胞間的相互作用。

GeoMx^® Digital Spatial Profiler（DSP）空間組學技術的出現使研究者們可以更深入的探究腫瘤免疫微環境，其與10x Visium最大的區別是其可以使用ROI圈選指定區域，并可檢測區域內的RNA和蛋白。DSP針對RNA有全轉錄組研究產品（WTA）和專門針對腫瘤的產品（CTA）；其針對蛋白有很多的panel可以組合，包含腫瘤免疫方向和神經方向，這對于關注蛋白的研究者又是不二之選。DSP不僅是腫瘤研究的利器，您更可以通過靈活的ROI圈選想要研究的腫瘤微環境的某區域，實現腫瘤免疫微環境的探索。

>>> GeoMx® DSP 原理及實驗流程介紹：

DSP原理

其可通過紫外光切割紅框內的紫外敏感點，并收集圖示藍色部分的DSP barcode（Oligo序列）、通過Oligo對RNA或蛋白進行定量（對于RNA，紫外敏感點連接探針，探針去捕獲RNA；對于蛋白，紫外敏感點連接抗體）。

DSP實驗流程

1. 一張切片同時用成像試劑（熒光標記的抗體/探針、最多4種熒光形態學標記物）和定量試劑（Oligo標記抗體/探針）混合雜交；
2. 直觀的界面使得用戶可以在組織切片圖像上任何區域選擇任何形狀 、任何大小的ROI；
3. 每個圈選的目標區域依次被紫外光照射，并切斷定量試劑上偶聯的Oligo 序列；
4. 吸取并收集Oligo標簽：在不接觸樣本的情況下，用微毛細管快速吸出解離的Oligo序列，使樣本切片完整，Oligo標簽被收集到96孔收集板中，每一個孔對應組織切片上選擇的一個ROI/AOI；
5. 重復步驟3和步驟4，定量下一個圈選的區域，直到所有圈選的區域檢測結束；
6. Oligo標簽計數：收集的Oligo利用高通量測序（NGS）進行定量。

>>> 研究案例

胃癌譜系狀態、腫瘤微環境和亞型特異性表達程序的單細胞圖譜

影響因子：38.272；

發表時間：2022.05；

發表期刊：Cancer Discovery

>>> 研究背景
 

胃癌是全球癌癥發病率和死亡率的主要原因，在不同患者之間，胃癌常常表現出顯著的異質性。此前研究在bulk RNA層面已經確定不同患者的個性化RNA表達譜，但在腫瘤微環境層面的研究還有所欠缺，比如常見的細胞類型以及他們的表達譜，還有他們的空間位置信息。本研究使用單細胞測序結合DSP空間轉錄組探究了胃癌腫瘤微環境的單細胞景觀。
 

>>> 研究思路

>>> 研究結論

胃癌綜合單細胞圖譜

研究者以單細胞分辨率分析了胃惡性腫瘤，并確定漿細胞比例增加是彌漫型腫瘤的一個新特征。他們還發現了具有 INHBA-FAP 高細胞群的不同癌癥相關成纖維細胞亞型，可作為不良臨床預后的預測因子。他們的研究結果強調了胃腫瘤生態系統中細胞狀態失調的潛在起源。

>>> 參考文獻：

[1] Hsieh WC, Budiarto BR, Wang YF, Lin CY, Gwo MC, So DK, Tzeng YS, Chen SY. Spatial multi-omics analyses of the tumor immune microenvironment. J Biomed Sci. 2022 Nov 14;29(1):96. doi: 10.1186/s12929-022-00879-y. PMID: 36376874; PMCID: PMC9661775.

[2] Kumar V, Ramnarayanan K, Sundar R, Padmanabhan N, Srivastava S, Koiwa M, Yasuda T, Koh V, Huang KK, Tay ST, Ho SWT, Tan ALK, Ishimoto T, Kim G, Shabbir A, Chen Q, Zhang B, Xu S, Lam KP, Lum HYJ, Teh M, Yong WP, So JBY, Tan P. Single-Cell Atlas of Lineage States, Tumor Microenvironment, and Subtype-Specific Expression Programs in Gastric Cancer. Cancer Discov. 2022 Mar 1;12(3):670-691. doi: 10.1158/2159-8290.CD-21-0683. PMID: 34642171; PMCID: PMC9394383.