CellScape 超分辨空間原位單細(xì)胞蛋白成像系統(tǒng)

CellScape 超分辨空間原位單細(xì)胞蛋白成像系統(tǒng)是一種開放性顯微成像平臺(tái)，可在單細(xì)胞水平、組織空間原位對(duì)超多重蛋白質(zhì)進(jìn)行高分辨率成像和精準(zhǔn)定量。以下是其詳細(xì)介紹：

功能特點(diǎn)：

超高分辨率：擁有 182nm/pixel 數(shù)字采樣分辨率，能清晰顯示細(xì)胞邊界，還可呈現(xiàn)亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，有助于深入研究細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分布與功能關(guān)系。

精準(zhǔn)定量：采用高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）圖像采集流程，可同時(shí)兼顧高表達(dá)和低表達(dá)蛋白靶標(biāo)檢測(cè)。通過 HDR 多曝光融合技術(shù)，能在同一成像區(qū)域準(zhǔn)確描繪出表達(dá)量極低和高的細(xì)胞，避免過飽和現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的空間表型定量分析。

超大成像面積：每張玻片最大成像面積達(dá) 710mm2（44mm×16mm），可容納大型組織切片，支持對(duì)大面積組織樣本進(jìn)行整體觀察，便于研究組織異質(zhì)性，分析不同區(qū)域細(xì)胞及蛋白表達(dá)差異。

超多重蛋白檢測(cè)：基于近乎不設(shè)限的染色和成像循環(huán)，可實(shí)現(xiàn)超多重生物標(biāo)志物檢測(cè)，理論上能檢測(cè)的蛋白種類幾乎不受限制，可滿足復(fù)雜生物學(xué)問題研究需求。

試劑開放靈活：EpicIF 化學(xué)原理使其與幾乎所有供應(yīng)商的熒光標(biāo)記抗體兼容，可使用羅丹明、Cy 或 BODIPY 家族等有機(jī)染料。用戶既可用自己的標(biāo)記物，也可從 350 多種驗(yàn)證抗體中選擇，還能使用即用型多重抗體檢測(cè)試劑盒。

樣本類型多樣：兼容石蠟包埋福爾馬林固定（FFPE）組織、新鮮冷凍（FF）組織、組織微陣列（TMA）和細(xì)胞懸浮液制品等，方便研究者利用不同來源樣本開展研究。

可重復(fù)檢測(cè)：檢測(cè)過程是非破壞性的，借助全切片成像芯片和存儲(chǔ)試劑，可將樣本密封冷藏保存。之后能在不同時(shí)期，使用相同或新靶標(biāo)對(duì)同一樣本再次檢測(cè)，隨著研究深入可不斷增加檢測(cè)靶標(biāo)，實(shí)現(xiàn)更全面的超多重空間蛋白分析。

全自動(dòng)超多重：一次運(yùn)行可放置 4 張玻片，結(jié)合自動(dòng)化微流控設(shè)計(jì)，能全自動(dòng)進(jìn)行循環(huán)染色、成像和信號(hào)移除，可 24 小時(shí)連續(xù)采集數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)效率，減少人工操作誤差。

分析靈活：提供標(biāo)準(zhǔn)的 OME - TIFF 數(shù)據(jù)輸出文件，可兼容開源的空間分析流程或商業(yè)化分析工具，方便研究者根據(jù)需求選擇合適分析方法，具有數(shù)據(jù)分析的多樣性和靈活性。

可拓展的多組學(xué)方案：支持在同一樣本上結(jié)合多種基于熒光的檢測(cè)方法，如免疫熒光（IF）、RNA 原位雜交（RNA - ISH）等，還提供空間免疫分析試劑盒、空間組織結(jié)構(gòu)檢測(cè)試劑盒等多種配套檢測(cè)方案，滿足不同研究需求。

技術(shù)原理：核心技術(shù)為 ChipCytometry，整合了樣品存儲(chǔ)技術(shù)、多重多通道檢測(cè)技術(shù)和基于圖像的單細(xì)胞分析方法。利用光漂白技術(shù)，可在同一樣本上進(jìn)行多輪、序列式的染色和淬滅。每輪染色后，通過光漂白消除熒光背景，再進(jìn)行下一輪染色，不同輪次使用不同熒光標(biāo)記的抗體。由于熒光通道相互獨(dú)立，可杜絕傳統(tǒng)熒光串色交叉干擾的影響，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多種生物標(biāo)志物的高分辨率成像和定量分析。

分析流程：首先將樣本進(jìn)行固定等預(yù)處理，制成適合檢測(cè)的組織切片或細(xì)胞懸液。然后將樣本放置在儀器中，利用 CellScape 的 EpicIF 工作流程，進(jìn)行多循環(huán)的多重染色，可根據(jù)研究需求選擇合適的抗體組合，還能結(jié)合 RNA - FISH 和 mIF 聯(lián)合檢測(cè)。染色過程由儀器自動(dòng)控制，完成染色后，通過自動(dòng)化掃描成像，采集熒光信號(hào)，獲得高分辨率圖像。最后，將獲得的圖像數(shù)據(jù)以 OME - TIFF 格式輸出，利用基于云計(jì)算的分析平臺(tái)或開源分析工具，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成定量的流式點(diǎn)圖，對(duì)樣本中的每個(gè)細(xì)胞進(jìn)行表型分析，得到蛋白表達(dá)水平、定位及細(xì)胞間相互作用等信息。

應(yīng)用領(lǐng)域：

免疫學(xué)：可用于研究免疫細(xì)胞在組織中的分布、不同免疫細(xì)胞亞群之間的相互作用，以及免疫細(xì)胞與Tumour細(xì)胞或其他細(xì)胞的相互作用關(guān)系等，有助于深入了解免疫應(yīng)答機(jī)制、Tumour免疫逃逸機(jī)制等，為Immunotherapy策略的開發(fā)提供理論依據(jù)。

Tumour學(xué)：能夠分析Tumour微環(huán)境中各種細(xì)胞類型的空間分布和蛋白表達(dá)特征，研究Tumour細(xì)胞的異質(zhì)性、Tumour血管生成、Tumour侵襲和轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白的表達(dá)與定位等，有助于發(fā)現(xiàn)新的Tumour生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)，為Tumour的精準(zhǔn)診斷和治療提供支持。

神經(jīng)生物學(xué)：可用于研究神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞的空間分布、神經(jīng)遞質(zhì)相關(guān)蛋白的表達(dá)定位，以及神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)蛋白的異常表達(dá)情況等，有助于揭示神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病機(jī)制，為疾病的診斷和治療提供新思路。

應(yīng)用案例：

Tumour異質(zhì)性研究：在頭頸鱗狀細(xì)胞癌（HNSCC）研究中，通過 CellScape 超多重空間單細(xì)胞原位成像技術(shù)，對(duì) 835,823 個(gè)單細(xì)胞進(jìn)行分析，聚類成 14 種細(xì)胞亞型。依據(jù)細(xì)胞類型和空間關(guān)系，可將Tumour分為 4 個(gè)異質(zhì)性區(qū)域，每個(gè)區(qū)域包含不同的免疫、增殖、血管細(xì)胞亞型。如 CD68 + 巨噬細(xì)胞和 CD8+T 細(xì)胞在Tumour異質(zhì)性區(qū)域 3 中的占比顯著減少，且該區(qū)域幾乎不表達(dá)促凋亡蛋白 BAK，提示此區(qū)域Tumour細(xì)胞處于活躍狀態(tài)，不易受 T 細(xì)胞殺傷，可能是Tumour耐藥和復(fù)發(fā)的關(guān)鍵區(qū)域，為 HNSCC 的治療和預(yù)后提供了重要策略。

乳腺癌細(xì)胞圖譜繪制：有研究使用空間單細(xì)胞蛋白組學(xué)技術(shù)對(duì)來自 132 例女性手術(shù)患者的 220 個(gè)乳腺組織樣本進(jìn)行分析，借助 CellScape 等相關(guān)技術(shù)解析了乳腺組織中的上皮細(xì)胞、免疫細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、脂肪細(xì)胞等多種細(xì)胞分布，繪制出了樣本量較多、較為全面的人類乳腺細(xì)胞圖譜，為乳腺癌相關(guān)研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

阿爾茨海默癥研究：Orr 研究小組使用 CellScape 平臺(tái)對(duì)阿爾茨海默癥大腦斑塊成像，結(jié)合 GeoMx DSP 和 CosMx 單細(xì)胞空間原位分子成像技術(shù)，篩選出 68 個(gè)生物標(biāo)記物。CellScape 的高分辨率和高動(dòng)態(tài)范圍成像功能，有助于評(píng)估早期研究中感興趣的靶標(biāo)子集，以更透徹地觀察相關(guān)蛋白質(zhì)，揭示了磷酸化 tau 與淀粉樣蛋白斑塊等其他病理現(xiàn)象之間的空間關(guān)系，為了解阿爾茨海默癥的病理學(xué)特征和機(jī)制提供了新見解。

腸道疾病研究：有研究使用空間原位單細(xì)胞蛋白組學(xué)技術(shù)（與 CellScape 技術(shù)原理類似，均涉及空間單細(xì)胞蛋白檢測(cè)）對(duì) 8 個(gè)不同腸道部位進(jìn)行了單細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)分析，揭示了腸道組織中細(xì)胞組成的巨大差異，最終將腸道疾病與特定細(xì)胞亞型結(jié)合，深度分析了疾病與細(xì)胞的空間關(guān)系，為腸道疾病研究奠定了基礎(chǔ)。

在 2025 年 AACR 海報(bào)中，有研究利用 CellScape 針對(duì) FFPE 樣本研究 CAR - T 細(xì)胞在實(shí)體瘤中的特征及變化。研究人員結(jié)合多色免疫熒光與無蛋白酶 HCR Gold RNA - FISH 技術(shù)，對(duì)小鼠異種移植瘤的 FFPE 樣本進(jìn)行檢測(cè)。發(fā)現(xiàn) CD8 CAR - T 細(xì)胞通常位于Tumour細(xì)胞較遠(yuǎn)的位置，而 CD4 CAR - T 細(xì)胞則直接與Tumour細(xì)胞關(guān)聯(lián)，且 CD4 CAR - T 細(xì)胞周圍顆粒酶 B 表達(dá)豐富，為深入理解 CAR - T 細(xì)胞在實(shí)體瘤中的作用機(jī)制提供了空間層面的證據(jù)，有助于開發(fā)更有效的 CAR - T 細(xì)胞治療策略。

檢測(cè)原理：基于抗原 - 抗體特異性結(jié)合原理，用熒光標(biāo)記的抗體與組織切片或細(xì)胞中的目標(biāo)蛋白結(jié)合，通過 ChipCytometry 技術(shù)進(jìn)行多輪免疫熒光染色成像。每輪染色后利用光漂白技術(shù)去除熒光信號(hào)，再進(jìn)行下一輪染色，使用不同熒光標(biāo)記的抗體依次檢測(cè)不同的目標(biāo)蛋白。最后根據(jù)熒光信號(hào)的位置和強(qiáng)度，確定目標(biāo)蛋白在細(xì)胞及組織中的分布和表達(dá)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)超多重蛋白質(zhì)的空間原位檢測(cè)和分析。

優(yōu)勢(shì)：

高分辨率與精準(zhǔn)定量：與傳統(tǒng)方法相比，CellScape 具有更高的分辨率，能達(dá)到單細(xì)胞甚至亞細(xì)胞水平，可提供更詳細(xì)的蛋白質(zhì)分布信息。同時(shí)，HDR 成像技術(shù)確保了對(duì)高表達(dá)和低表達(dá)蛋白的精準(zhǔn)定量，數(shù)據(jù)質(zhì)量更高。

超多重檢測(cè)能力：突破了傳統(tǒng)方法檢測(cè)蛋白種類的限制，理論上可檢測(cè)幾乎無限種生物標(biāo)志物，能更全面地反映組織細(xì)胞的生物學(xué)特性，有助于發(fā)現(xiàn)復(fù)雜生物過程中的關(guān)鍵分子和信號(hào)通路。

高通量與自動(dòng)化：自動(dòng)化程度高，可 24 小時(shí)連續(xù)采集數(shù)據(jù)，且一次可處理多張玻片，通量大幅提升。相比手動(dòng)操作的檢測(cè)方法，不僅縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，還減少了人為誤差，適合大規(guī)模臨床病理研究和基礎(chǔ)生物學(xué)研究。

靈活性與開放性：試劑開放，兼容多種抗體和染料，用戶可根據(jù)研究需求靈活設(shè)計(jì)檢測(cè)方案。數(shù)據(jù)輸出格式兼容多種分析工具，方便不同實(shí)驗(yàn)室根據(jù)自身情況選擇合適的分析方法，提高了實(shí)驗(yàn)的可操作性和數(shù)據(jù)的可分析性。

相關(guān)文獻(xiàn)資料：

《【2025AACR 海報(bào)】基于 CellScape 多組學(xué)空間表型技術(shù)探究 CAR - T 在實(shí)體瘤免疫微環(huán)境中的特征及變化》：該文獻(xiàn)介紹了利用 CellScape 針對(duì) FFPE 樣本對(duì) CAR - T 細(xì)胞在實(shí)體瘤中的特征及變化進(jìn)行的研究。研究人員在 CellScape 上綜合利用 HCR RNA - FISH 探針和 mIF，檢測(cè)不同 CAR - T 細(xì)胞靶點(diǎn)及組織微環(huán)境狀態(tài)和細(xì)胞間相互作用。結(jié)果顯示，CD4 CAR - T 細(xì)胞與Tumour細(xì)胞關(guān)聯(lián)，且周圍顆粒酶 B 豐富表達(dá)，表明 CellScape 可用于研究 CAR - T 細(xì)胞與Tumour微環(huán)境的關(guān)系，為 CAR - T 細(xì)胞治療實(shí)體瘤相關(guān)研究提供了方法和思路。

《【新品發(fā)布】canopy 公司推出新一代微環(huán)境多靶標(biāo)蛋白分析系統(tǒng) cellscape™，與上代產(chǎn)品相比，相同時(shí)間內(nèi)可獲得兩倍的數(shù)據(jù)量，且圖像分辨率更高》1：文章介紹了 CellScape 于 2022 年 3 月推出，它保留了 ZellScannerONE 核心技術(shù) ChipCytometry 的單細(xì)胞分辨率等特點(diǎn)，同時(shí)集成高速成像、全自動(dòng)化等優(yōu)勢(shì)。其核心技術(shù) ChipCytometry 利用 Photo - bleaching 技術(shù)可在單個(gè)樣本上測(cè)量幾乎無限種生物標(biāo)志物，且熒光通道相互獨(dú)立。硬件方面，自動(dòng)液體處理和連續(xù)采集樣本架可 24 小時(shí)連續(xù)采集數(shù)據(jù)，光學(xué)系統(tǒng)可使視野范圍更大、圖像分辨率更高，還可將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成定量的流式點(diǎn)圖進(jìn)行細(xì)胞表型分析，可廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)科學(xué)研究等多個(gè)領(lǐng)域。

《Cancer Cell 最新綜述：空間組學(xué)在Tumour研究中的應(yīng)用及其臨床轉(zhuǎn)化的潛能和展望》4：文中提及 CellScape 是商品化的空間組學(xué)技術(shù)之一，可檢測(cè)多達(dá) 30 種蛋白靶標(biāo)。文章總結(jié)了常用空間技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和不足，強(qiáng)調(diào)了空間數(shù)據(jù)分析中細(xì)胞分割的重點(diǎn)和難點(diǎn)。同時(shí)列舉了空間組學(xué)技術(shù)在Tumour微環(huán)境中的研究應(yīng)用，如發(fā)現(xiàn)新的細(xì)胞互作作為治療靶點(diǎn)、發(fā)現(xiàn)新的空間標(biāo)志物等，體現(xiàn)了 CellScape 等空間技術(shù)在Tumour研究中的重要性。

除了前面提到的《Nature Methods 年度方法「正當(dāng)時(shí)」》和《【2025AACR 海報(bào)】基于 CellScape 多組學(xué)空間表型技術(shù)探究 CAR - T 在實(shí)體瘤免疫微環(huán)境中的特征及變化》，《Bruker Spatial Biology 空間家族：【CellScape 篇】空間蛋白分析的 “六邊形戰(zhàn)士”》詳細(xì)介紹了 CellScape 的功能特點(diǎn)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)等內(nèi)容?！缎缕钒l(fā)布】canopy 公司推出新一代微環(huán)境多靶標(biāo)蛋白分析系統(tǒng) cellscape™，與上代產(chǎn)品相比，相同時(shí)間內(nèi)可獲得兩倍的數(shù)據(jù)量，且圖像分辨率更高》則重點(diǎn)介紹了 CellScape 相對(duì)于上代產(chǎn)品的改進(jìn)之處以及核心技術(shù)原理等。