腫瘤微環(huán)境類似于生態(tài)系統(tǒng)，由不同的細胞種群和物種組成，腫瘤的形成和生長與適應性和進化的生態(tài)系統(tǒng)驚人地相似。我們目前正處于時空分子醫(yī)學研究的黃金時代，空間組學通過在系統(tǒng)水平上提供細胞和分子圖譜的精確空間坐標來改變我們對腫瘤生態(tài)系統(tǒng)的理解，空間組學的進一步發(fā)展和應用可能幫助我們實現(xiàn)對腫瘤生態(tài)系統(tǒng)的全面解碼。

空間組學揭示腫瘤微環(huán)境空間結(jié)構(gòu)（doi: 10.1002/ctm2.696）
 

10月18日，由上海中科新生命生物科技有限公司舉辦的“深度空間代謝組-打開腫瘤生態(tài)學研究之窗”線上研討會圓滿結(jié)束。本次線上峰會由中國科學院深圳先進技術(shù)研究院趙超副研究員、布魯克質(zhì)譜成像應用主管李鵬飛博士和中科新生命代謝線產(chǎn)品經(jīng)理周曉青為我們帶來了精彩的報告，聚焦質(zhì)譜成像技術(shù)以及以質(zhì)譜成像技術(shù)為基礎(chǔ)的空間代謝組學在腫瘤方向的應用及相關(guān)解決方案，吸引了眾多領(lǐng)域內(nèi)專家及學者一同探討腫瘤生態(tài)學研究�，F(xiàn)場會議討論熱鬧非凡，下面小編就討論熱點問題做部分解答，也歡迎各位老師聯(lián)系我們做進一步的咨詢。

 

#01

會議部分問題解答

 

Q1

空間代謝組學和傳統(tǒng)代謝組學在腫瘤方向研究中有什么區(qū)別？

答：傳統(tǒng)代謝組學研究異質(zhì)性的方法是將腫瘤組織進行切割，分為癌組織、近/遠端癌旁組織、正常組織后，再進行均漿代謝組分析。傳統(tǒng)代謝組技術(shù)的局限性主要包括：1.對固體組織做整體勻漿，導致了分子空間位置信息的丟失；2.檢測到某些分子的含量升高或降低，會被誤認為是整體濃度的變化；3.整體勻漿會導致低豐度的分子被”稀釋“而低于儀器的檢測限。而空間代謝組從分子層面出發(fā)，可以客觀反應組織異質(zhì)。另一個方面，勻漿代謝組無法在單細胞/亞細胞水平分析代謝擾動。

 

Q2

臨床腫瘤樣本做深度空間代謝組學檢測需要怎么收集呢？

答：如果有條件跟進手術(shù)時盡可能獲得新鮮的樣本，按照標準流程收集樣本即可（可聯(lián)系我們獲�。�；如果沒有條件，可以制備石蠟標本，但是樣本處理過程中比如脫水及固定的過程中代謝物伴隨各類溶劑大量流失，空間分布發(fā)生變化，導致最終檢測效果無法真實反應表型，所以不推薦使用。如果想盡可能檢測較多的分子信息，建議使用新鮮組織樣本進行深度空間代謝組學分析。也可以直接提供制備好的切片（10~20 μm），開展項目前請與我們聯(lián)系獲取bruker MALDI 2專用導電載玻片，建議切片總大小不超過20mm*60mm。

 

Q3

腫瘤的HE切片可以直接進行深度空間代謝組學檢測嗎？

答：不建議，HE切片會對質(zhì)譜檢測有影響，一般選擇鄰片做深度空間代謝組學檢測。文獻里也有報道使用同張切片完成HE染色和空間代謝組學檢測，先將切片進行空間代謝組學檢測，然后洗去表面基質(zhì)，再進行HE染色。如果是使用MALDI-2檢測，由于對切片進行深度檢測，不建議再使用同片進行HE染色。

 

Q4

想問一下，如何實現(xiàn)腫瘤亞細胞群代謝物表達的分析？

答：一方面可以通過提高分辨率，比如使用5um進行亞細胞群代謝物表達的分析；另一方面可以先進行單細胞測序分析，挑選關(guān)注的細胞亞群，再結(jié)合免疫熒光成像+空間代謝組學原位實現(xiàn)亞細胞群代謝物表達的分析，驗證細胞功能。

 

Q5

腫瘤樣本做深度空間代謝組學檢測一般建議重復數(shù)是多少？

答：深度空間代謝組學數(shù)據(jù)本質(zhì)上是區(qū)域中的像素點間的分析，不受樣本重復數(shù)影響，但是應該確保分析結(jié)果有普遍性、可靠性，所以還是需要設計生物學重復。一般建議常規(guī)動物模型生物學重復數(shù)n ≥3以上，臨床樣本/大型動物建議生物學重復數(shù)n ≥5以上。

 

Q6

腫瘤樣本做深度空間代謝組一般怎么設計實驗呢？
 

答：方案一：腫瘤區(qū)域內(nèi)異質(zhì)性研究：腫瘤區(qū)域通常比較明顯，分析異質(zhì)性區(qū)域不用設計疾病和正常對照組，確保實驗切片上有病灶和正常組織即可開展實驗。
 

方案二：不同腫瘤亞型、藥物處理、對照組之間比較分析研究：腫瘤樣本可根據(jù)腫瘤分型或者分級進行分組，對照組可以選擇健康人群組織樣本或者腫瘤鄰近的正常組織，藥物處理可根據(jù)研究需求選擇不同藥物種類、藥劑量、處理時間等進行分組，開展深度空間代謝組學研究。
 

方案三：代謝物立體分布信息相關(guān)研究：選擇整個腫瘤組織做連續(xù)切片，然后通過成像軟件展示代謝物的3D空間分布信息。

*參考文獻：doi: 10.1158/0008-5472.CAN-19-0638

 

#02

空間代謝組在腫瘤研究中的案例分享

 

1

空間代謝組助力腫瘤異質(zhì)性和微環(huán)境研究

文章題目：Localized Metabolomic Gradients in Patient-Derived Xenograft Models of Glioblastoma

發(fā)表期刊：Cancer research

影響因子：13.312

發(fā)表日期：2020.3

組學技術(shù)：空間代謝組、轉(zhuǎn)錄組

總結(jié)：研究者通過空間代謝組學對腫瘤微環(huán)境進行了分析，發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)母細胞瘤內(nèi)部和邊緣擁有兩種不同的代謝模式，并進一步對相關(guān)代謝物、血管系統(tǒng)、藥物在腫瘤內(nèi)外部的空間分布進行了展示。

解讀鏈接：Cancer Res（IF 12.7）| 空間代謝組學揭示膠質(zhì)母細胞瘤局部代謝梯度

 

2

空間代謝組學助力調(diào)控機制探索研究

文章題目：A non-dividing cell population with high pyruvate dehydrogenase kinase activity regulates metabolic heterogeneity and tumorigenesis in the intestine

發(fā)表期刊：Nat Commun

影響因子：17.694

發(fā)表日期：2022.3

組學技術(shù)：空間代謝組、單細胞測序

總結(jié)：通過單細胞測序?qū)ふ夷繕藖喨海l(fā)現(xiàn)具有高PDK活性的細胞亞群與腫瘤發(fā)生關(guān)系密切，結(jié)合免疫熒光成像和空間代謝組學技術(shù)原位驗證PDK活性細胞亞群的代謝重編程特征。

 

3

空間代謝組助力腫瘤診斷

文章題目：Molecular Characterization of Prostate Cancer with Associated Gleason Score Using Mass Spectrometry Imaging

發(fā)表期刊：Molecular Cancer Research

影響因子：6.333

發(fā)表日期：2019.5

組學技術(shù)：空間代謝組

總結(jié)：通過空間代謝組學識別和定位不同GS評分等級的前列腺腫瘤樣本中的代謝物，發(fā)現(xiàn)了與GS評分存在關(guān)聯(lián)的代謝物并可以對常規(guī)難以判斷的樣本加以區(qū)分。

解讀鏈接：深度空間代謝組 | 分子病理：空間代謝組學助力腫瘤診斷

 

#3

深度空間代謝組產(chǎn)品特色

 

“高分辨率空間代謝組學”最佳解決方案

優(yōu)質(zhì)平臺：TIMS-TOF FLEX MALDI 2是Bruker目前最新和性能最好的質(zhì)譜成像平臺，中科新生命是國內(nèi)首家對外開展服務的第三方服務機構(gòu)；

高分辨率：Smartbeam3D激光控制器，最高實現(xiàn)5μm亞細胞水平；

更廣的檢測范圍和通量：MALDI 2離子源通過兩束激光激發(fā)，可以分析傳統(tǒng)空間代謝無法分析的代謝物及藥物類型，以及提升低豐度代謝物信號強度。

 

中科新生命深度空間代謝組學整體解決方案

提供從切片、基質(zhì)噴涂、上機和數(shù)據(jù)分析的整體服務解決方案；

可根據(jù)客戶需求提供不同分析方案。
 

 

#4

深度空間代謝組項目經(jīng)驗部分展示

目前我司已儲備多種樣本類型項目經(jīng)驗，部分類型展示如下：