【Nature Communications】Fluidigm質(zhì)譜流式及成像質(zhì)譜流式技術(shù)助力癌癥藥物研發(fā),為精準(zhǔn)腫瘤學(xué)提供新思路-技術(shù)前沿-資訊-生物在線

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【Nature Communications】Fluidigm質(zhì)譜流式及成像質(zhì)譜流式技術(shù)助力癌癥藥物研發(fā),為精準(zhǔn)腫瘤學(xué)提供新思路

作者:思百拓(上海)儀器科技有限公司 2021-05-18T09:42 (訪問量:9580)

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作為不斷創(chuàng)新的生物科技領(lǐng)跑者,F(xiàn)luidigm公司(納斯達(dá)克:FLDM)長期致力于通過全方位的健康洞察力來改善人們的生活。南加州時(shí)間 2021年5月6日,F(xiàn)luidigm宣布發(fā)布數(shù)據(jù),進(jìn)一步驗(yàn)證其質(zhì)譜流式技術(shù),CyTOF?和Imaging Mass Cytometry?(IMC?)的潛力,為評估使用人類腫瘤異種移植物在動(dòng)物模型中進(jìn)行癌癥治療提供助力,從而為確定哪些患者最有可能從特定的靶向癌癥治療中受益提供參考。

這項(xiàng)研究是由英國劍橋大學(xué) Cancer Research UK (CRUK) Cambridge Institute(CRUK) 與Imaging and Molecular Annotation of Xenografts and Tumors (IMAXT) Cancer Grand Challenges Consortium的專家合作進(jìn)行的,相關(guān)數(shù)據(jù)已在線發(fā)布于《Nature Communications》。這項(xiàng)研究由歐洲研究委員會(huì)高級(jí)研究人員基金Cancer Grand Challenges, Astra Zeneca及歐盟Marie Sklodowska-Curie提供資助。

研究人員開發(fā)了一個(gè)包含33種抗體的乳腺癌抗體panel,旨在檢測和區(qū)分人類腫瘤細(xì)胞與周圍的小鼠細(xì)胞,以及檢測與癌癥相關(guān)的信號(hào)通路以及細(xì)胞凋亡marker(包含程序性細(xì)胞死亡,PCD)的激活。乳腺癌抗體Panel之前已在多種具有明確特征的細(xì)胞系中得到驗(yàn)證,隨后被用于評估53種人類乳腺癌異種移植樣品,以捕獲乳腺癌細(xì)胞的多樣性,相關(guān)結(jié)果早先已發(fā)表于《Cel》((Bruna et al., 2016)。

CRUK劍橋?qū)W院通過將人類腫瘤組織植入小鼠體內(nèi),建立了人類腫瘤異種移植物的大型生物庫,作為強(qiáng)大的臨床前平臺(tái),可以在體內(nèi)外進(jìn)行高含量藥物篩選,助力加速藥物研發(fā)進(jìn)程

利用質(zhì)譜流式技術(shù)和IMC技術(shù)對異種移植物樣品進(jìn)行檢測,評估了乳腺癌腫瘤及其微環(huán)境中不同細(xì)胞表型的存在和分布。這些分析結(jié)果確認(rèn)了某些使用基因組或基因表達(dá)評估方法從未檢測到的獨(dú)特的表型,并可將這些表型與乳腺癌的分子特征相關(guān)聯(lián)。

該研究還使用了在同一異種移植平臺(tái)中生成的藥物篩選數(shù)據(jù),以將通過BCMC所確定的細(xì)胞表型與對特定療法的反應(yīng)或耐藥性進(jìn)行關(guān)聯(lián) (caldaslab.cruk.cam.ac.uk/bcape/)。這些分析表明,基于質(zhì)譜流式技術(shù)的表型“印記”捕獲了傳統(tǒng)遺傳基因組評估無法檢測到的獨(dú)特特征。例如,可以鑒定出兩種通常具有侵略性且難以治療的三型陰性乳腺癌,并可確定當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)化療和靶向療法治療時(shí)不同的藥物反應(yīng)。

同時(shí),該方法可檢測出特定的細(xì)胞結(jié)構(gòu)(腔細(xì)胞簇),并將其與對PI3K抑制劑的應(yīng)答相關(guān)聯(lián),PI3K抑制劑是一類藥物,通過傳統(tǒng)基因組分析來預(yù)測應(yīng)答通常無法獲得較好結(jié)果。

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“迄今為止,大多數(shù)關(guān)于腫瘤異質(zhì)性的研究都集中在遺傳多樣性上,只有極少數(shù)的研究可在蛋白質(zhì)水平評估表型多樣性。我們利用質(zhì)譜流式技術(shù)來鑒定和表征一大批乳腺癌異種移植物中的核心細(xì)胞表型,這是我們實(shí)驗(yàn)室中功能完善的臨床前平臺(tái)的一部分,” CRUK劍橋?qū)W院研究助理,同時(shí)也是研究文獻(xiàn)的主要作者Dimitra Georgopoulou博士談道。“將表型數(shù)據(jù)與相同異種移植物的分子和藥物反應(yīng)數(shù)據(jù)相結(jié)合,我們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞水平的表型異質(zhì)性是藥物反應(yīng)的關(guān)鍵決定因素。這一發(fā)現(xiàn)對乳腺癌的臨床前和臨床研究都具有重要意義。”
“在當(dāng)前的研究中,我們還將質(zhì)譜流式數(shù)據(jù)與在相同異種移植模型上進(jìn)行的成像成像質(zhì)譜流式分析數(shù)據(jù)相結(jié)合,” CRUK劍橋?qū)W院 IMAXT實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Dario Bressan博士談道。“在之前的研究(Ali et al., 2020)中,我們還對產(chǎn)生這些異種移植物的原發(fā)腫瘤進(jìn)行了IMC檢測。這確實(shí)對于擴(kuò)大我們對特定細(xì)胞表型如何在空間上分布及其臨床相關(guān)性的理解起到關(guān)鍵作用。這一進(jìn)展使我們得以從異種移植到臨床樣品、跨平臺(tái)深入描繪細(xì)胞表型,這是前所未有的。”
這項(xiàng)研究的另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是證明了對治療反應(yīng)不同的細(xì)胞表型可以在單個(gè)腫瘤中共存。重要的是,這種表型變異似乎與遺傳內(nèi)腫瘤變異無關(guān)。該發(fā)現(xiàn)對臨床前藥物篩選方法和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)均具有關(guān)鍵意義,表明可能需要開發(fā)新的聯(lián)合療法以解決單個(gè)腫瘤內(nèi)的多種細(xì)胞類型。
作者認(rèn)為,質(zhì)譜流式技術(shù)有潛力可直接用于對正在接受治療的患者的活檢樣本進(jìn)行分析,以更準(zhǔn)確地評估其對治療的反應(yīng),并確定繼續(xù)治療是否可能帶來益處。
“我們的發(fā)現(xiàn)有望能獲得更多新的有意義的信息模型,為評估癌癥治療和預(yù)測單個(gè)患者對潛在治療的反應(yīng)開拓了新的方向,這兩者對于精準(zhǔn)腫瘤醫(yī)學(xué)的實(shí)現(xiàn)都很重要。” Georgopoulou博士說。
“這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了癌癥科學(xué)前沿研究全球合作的必要性,這對整個(gè)腫瘤學(xué)研究界取得突破至關(guān)重要,”Fluidigm公司總裁兼CEO Chris Linthwaite說。
“ Fluidigm致力于利用我們的技術(shù)來改善生活,這項(xiàng)重要的研究表明我們有能力前沿的臨床前和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究提供助力,這些研究可以真正改變我們對癌癥的認(rèn)知,并為改善治療和結(jié)果的新途徑。結(jié)合IMC技術(shù)和質(zhì)譜流式技術(shù)來創(chuàng)建雙模式評估和工作流程可以有效生成豐富的數(shù)據(jù)集,益處良多。”



參考文獻(xiàn):

Georgopoulou D, Callari M, Rueda O M, et al. Landscapes of cellular phenotypic diversity in breast cancer xenografts and their impact on drug response[J]. Nature communications, 2021, 12(1): 1-18.


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