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PSERP技术解锁胶质瘤秘密——肿瘤微环境的“全景图”来了！

在医学研究的浩瀚星空中，胶质瘤一直是那颗最难捉摸的星辰。这种起源于脑部胶质细胞的恶性肿瘤，以其高度的异质性和复杂的微环境，让无数科研人员和临床医生头疼不已。但就在最近，一项革命性的技术——全景空间增强分辨率蛋白质组学（Panoramic Spatial Enhanced Resolution Proteomics，简称PSERP）横空出世，为我们揭开了胶质瘤神秘面纱的一角。

这篇2025年5月26发表在《Journal of Hematology & Oncology》（影响因子40.4）上的研究，复日大学附属中山医院的陈工团队和中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所的杨文军团队发表的文章为我们带来了一场科研盛宴。他们开发的PSERP技术，就像是给肿瘤微环境拍了一张高清的“全景照片”，让我们能够以前所未有的清晰度，看到肿瘤内部不同区域的蛋白质表达差异，以及这些差异如何影响肿瘤的生长和转移。

令人惊喜的是，揭示这一机制的关键技术，正是由Absin提供的多重荧光免疫组化试剂盒：（点击可查看产品详情）

原文出处

研究目的

- 主要目的：开发一种能够在亚毫米分辨率下对整个组织切片进行快速定量蛋白质组学空间异质性分析的新方法PSERP，并将其应用于胶质瘤的研究，以揭示肿瘤的异质性和肿瘤微环境的复杂性；

- 具体目标：通过PSERP方法，识别和定量分析胶质瘤中不同区域（恶性区域和非恶性区域）的蛋白质表达差异，揭示肿瘤中心到肿瘤边缘以及非恶性区域的蛋白质分布模式，并探索其与肿瘤异质性和细胞特征的关系。此外，还旨在通过整合单细胞转录组数据，阐明细胞组成和细胞间通讯的空间背景，并探索肿瘤特异性肽段的空间表达模式，为未来的免疫治疗提供潜在的靶点。

实验技术

- PSERP方法：结合组织扩展、自动化样本分割和胰蛋白酶消化与高通量蛋白质组学分析。通过组织扩展技术，使组织在保持蛋白质定位的同时物理上增大；然后使用定制的3D打印切割工具将扩展后的组织精确分割成数千个“体素”；接着将这些体素转移到96孔板中，并记录其空间坐标；之后进行凝胶内消化和肽段提取；最后通过高通量数据独立采集（DIA）液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）进行综合空间蛋白质组学分析。
- 单细胞转录组学分析：对同一胶质瘤样本进行单细胞核转录组分析，以获取单细胞水平的基因表达信息，用于后续与空间蛋白质组学数据的整合分析。
- 多色免疫荧光（mIHC）：用于检测特定蛋白在组织中的表达和定位。例如，文中提到使用mIHC对CSF1R+肿瘤相关巨噬细胞（TAM）和EGFR+肿瘤细胞进行染色，以观察它们在IDH1-WT/EGFR突变样本中的分布情况。通过mIHC染色，可以直观地看到不同细胞类型在组织中的空间分布，为PSERP数据提供细胞水平的验证和补充。
- 空间转录组学技术：如Stereo-seq、SeqScope和PIXEL-seq等，用于在无偏见和全景的方式下分析转录本的表达。
- 空间基因组学技术：如空间ATAC-seq，通过原位Tn5转座和微流体设备上的探针连接，随后进行消化和测序，以分析染色质可及性。
- 空间代谢组学技术：如MALDI-IMS，用于揭示代谢物种的空间分布和分子相互作用。

结论

- PSERP方法的有效性：PSERP方法能够快速定量分析整个组织切片的蛋白质组学空间变异性，具有亚毫米分辨率，能够识别超过10,000种蛋白质，为研究肿瘤异质性和细胞特征提供了新的视角和工具。
- 胶质瘤的蛋白质组学特征：研究发现，不同胶质瘤样本（包括IDH1-WT/EGFR突变、IDH1突变和IDH1/EGFR双野生型）在恶性区域和非恶性区域之间存在显著的蛋白质组学差异。恶性区域的蛋白质表达特征与细胞增殖、代谢重编程和DNA修复等肿瘤相关途径密切相关，而非恶性区域则表现出免疫细胞浸润和代谢途径的特征。
- 肿瘤微环境的复杂性：通过整合PSERP数据和单细胞转录组数据，揭示了胶质瘤微环境中的细胞组成和细胞间通讯的空间特征。例如，发现TAMs在肿瘤边界区域的富集可能通过EGF-EGFR信号通路促进肿瘤细胞生长，而神经元细胞在IDH1突变样本的非恶性区域的富集可能通过抑制NLRP3炎症体来减少炎症。
- 肿瘤特异性肽段的空间表达：PSERP方法还包括一个空间分辨的肿瘤特异性肽段鉴定工作流程，能够揭示不同基因型胶质瘤样本中肿瘤特异性肽段的空间表达模式，并为未来的免疫治疗提供了潜在的靶点。例如，通过组合肿瘤特异性肽段，可能增强免疫治疗在患者来源细胞（PDC）和患者来源异种移植（PDX）模型中的疗效。
- 临床应用前景：PSERP方法为深入理解肿瘤的分子景观提供了新的见解，为未来的精准医学和靶向免疫治疗提供了可能。

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