Name: digital spatial profiling for characterization of the microenvironment in adult-type diffusely infiltrating glioma
Uploaded: 2022-09-13T12:50:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Digital Spatial Profiling for Characterization of the Microenvironment in Adult-Type Diffusely Infiltrating Glioma at JoVE.com

يقر المؤلفون بدعم مختبر علم الجينوم السريري والتكنولوجيا المتقدمة في قسم علم الأمراض والطب المخبري في نظام دارتموث هيتشكوك الصحي. يقر المؤلفون أيضا بالمورد المشترك لعلم الأمراض في مركز دارتموث للسرطان مع منحة دعم مركز السرطان NCI 5P30 CA023108-37.

يتبع البروتوكول الموضح أدناه إرشادات لجنة أخلاقيات البحوث البشرية في دارتموث-هيتشكوك. تم الحصول على موافقة مستنيرة من المرضى الذين تم تضمين عينات أنسجتهم في هذه الدراسة. راجع قسم جدول المواد للحصول على التفاصيل المتعلقة بجميع المواد والكواشف والمعدات والبرامج المستخدمة في هذا ...

<ol>
	<li>Pedersen, P. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Migratory+patterns+of+lac-z+transfected+human+glioma+cells+in+the+rat+brain.">Migratory patterns of lac-z transfected human glioma cells in the rat brain.</a> International Journal of Cancer. 62 (6), 767-771 (1995).</li><li>Wang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Invasion+of+white+matter+tracts+by+glioma+stem+cells+is+regulated+by+a+NOTCH1-SOX2+positive-feedback+loop.">Invasion of white matter tracts by glioma stem cells is regulated by a NOTCH1-SOX2 positive-feedback loop.</a> Nature Neuroscience. 22 (1), 91-105 (2019).</li><li>Iwadate, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epithelial-mesenchymal+transition+in+glioblastoma+progression.">Epithelial-mesenchymal transition in glioblastoma progression.</a> Oncology Letters. 11 (3), 1615-1620 (2016).</li><li>Tao, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genomics+and+prognosis+analysis+of+epithelial-mesenchymal+transition+in+glioma.">Genomics and prognosis analysis of epithelial-mesenchymal transition in glioma.</a> Frontiers in Oncology. 10, 183 (2020).</li><li>Cuddapah, V. A., Robel, S., Watkins, S., Sontheimer, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+neurocentric+perspective+on+glioma+invasion.">A neurocentric perspective on glioma invasion.</a> Nature Reviews Neuroscience. 15 (7), 455-465 (2014).</li><li>Barthel, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glioma:+molecular+signature+and+crossroads+with+tumor+microenvironment.">Glioma: molecular signature and crossroads with tumor microenvironment.</a> Cancer and Metastasis Reviews. 1 (1), 53-75 (2021).</li><li>Ziegler, D. S., Kung, A. L., Kieran, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anti-apoptosis+mechanisms+in+malignant+gliomas.">Anti-apoptosis mechanisms in malignant gliomas.</a> Journal of Clinical Oncology. 26 (3), 493-500 (2008).</li><li>Berghoff, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Programmed+death+ligand+1+expression+and+tumor-infiltrating+lymphocytes+in+glioblastoma.">Programmed death ligand 1 expression and tumor-infiltrating lymphocytes in glioblastoma.</a> Neuro-Oncology. 17 (8), 1064-1075 (2015).</li><li>Merritt, C. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiplex+digital+spatial+profiling+of+proteins+and+RNA+in+fixed+tissue.">Multiplex digital spatial profiling of proteins and RNA in fixed tissue.</a> Nature Biotechnology. 38 (5), 586-599 (2020).</li><li>Van, T. M., Blank, C. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+user's+perspective+on+GeoMxTM+digital+spatial+profiling.">A user's perspective on GeoMxTM digital spatial profiling.</a> Immuno-Oncology Technology. 1, 11-18 (2019).</li><li>Garcia-Pardo, M., Calles, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ROS-1+NSCLC+therapy+resistance+mechanism.">ROS-1 NSCLC therapy resistance mechanism.</a> Precision Cancer Medicine. , (2021).</li><li>Ye, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+spatial+profiling+of+individual+glomeruli+from+patients+with+anti-neutrophil+cytoplasmic+autoantibody-associated+glomerulonephritis.">Digital spatial profiling of individual glomeruli from patients with anti-neutrophil cytoplasmic autoantibody-associated glomerulonephritis.</a> Frontiers in Immunology. 13, 831253 (2022).</li><li>Bergholtz, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Best+practices+for+spatial+profiling+for+breast+cancer+research+with+the+GeoMx+digital+spatial+profiler.">Best practices for spatial profiling for breast cancer research with the GeoMx digital spatial profiler.</a> Cancers. 13 (17), 4456 (2021).</li><li>Brady, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inter-+and+intra-tumor+heterogeneity+of+metastatic+prostate+cancer+determined+by+digital+spatial+gene+expression+profiling.">Inter- and intra-tumor heterogeneity of metastatic prostate cancer determined by digital spatial gene expression profiling.</a> Nature Communications. 12 (1), 1426 (2021).</li><li>Kulasinghe, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+multiplexed+digital+spatial+profiling+of+the+tumor+microenvironment+of+head+and+neck+squamous+cell+carcinoma+patients.">Highly multiplexed digital spatial profiling of the tumor microenvironment of head and neck squamous cell carcinoma patients.</a> Frontiers in Oncology. 10, 607349 (2021).</li><li>Wang, D. Y. -. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Case+study:+Digital+spatial+profiling+of+metastatic+clear+cell+carcinoma+reveals+intra-tumor+heterogeneity+in+epithelial-mesenchymal+gradient.">Case study: Digital spatial profiling of metastatic clear cell carcinoma reveals intra-tumor heterogeneity in epithelial-mesenchymal gradient.</a> bioRxiv. , (2021).</li><li>GeoMx DSP. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+slide+preparation+user+manual.">Automated slide preparation user manual.</a> GeoMx DSP. , (2022).</li><li>Allam, M., Cai, S., Coskun, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiplex+bioimaging+of+single-cell+spatial+profiles+for+precision+cancer+diagnostics+and+therapeutics.">Multiplex bioimaging of single-cell spatial profiles for precision cancer diagnostics and therapeutics.</a> NPJ Precision Oncology. 4, 11 (2020).</li><li>Wolchok, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overall+survival+with+combined+nivolumab+and+ipilimumab+in+advanced+melanoma.">Overall survival with combined nivolumab and ipilimumab in advanced melanoma.</a> New England Journal of Medicine. 377 (14), 1345-1356 (2017).</li><li>Blank, C. U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neoadjuvant+versus+adjuvant+ipilimumab+plus+nivolumab+in+macroscopic+stage+III+melanoma.">Neoadjuvant versus adjuvant ipilimumab plus nivolumab in macroscopic stage III melanoma.</a> Nature Medicine. 24 (11), 1655-1661 (2018).</li><li>Matthews, R. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain-enriched+hyaluronan+binding+(BEHAB)/brevican+cleavage+in+a+glioma+cell+line+is+mediated+by+a+disintegrin+and+metalloproteinase+with+thrombospondin+motifs+(ADAMTS)+family+member.">Brain-enriched hyaluronan binding (BEHAB)/brevican cleavage in a glioma cell line is mediated by a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs (ADAMTS) family member.</a> Journal of Biological Chemistry. 275 (30), 22695-22703 (2000).</li><li>Paganetti, P. A., Caroni, P., Schwab, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glioblastoma+infiltration+into+central+nervous+system+tissue+in+vitro:+involvement+of+a+metalloprotease.">Glioblastoma infiltration into central nervous system tissue in vitro: involvement of a metalloprotease.</a> Journal of Cell Biology. 107, 2281-2291 (1988).</li><li>Beli&#235;n, A. T., Paganetti, P. A., Schwab, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Membrane-type+1+matrix+metalloprotease+(MT1-MMP)+enables+invasive+migration+of+glioma+cells+in+central+nervous+system+white+matter.">Membrane-type 1 matrix metalloprotease (MT1-MMP) enables invasive migration of glioma cells in central nervous system white matter.</a> Journal of Cell Biology. 144 (2), 373-384 (1999).</li><li>Coulie, P. G., Vanden Eynde, B. J., vander Bruggen, P., Boon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumour+antigens+recognized+by+T+lymphocytes:+At+the+core+of+cancer+immunotherapy.">Tumour antigens recognized by T lymphocytes: At the core of cancer immunotherapy.</a> Nature Reviews Cancer. 14 (2), 135-146 (2014).</li><li>Finn, O. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vaccines+for+cancer+prevention:+a+practical+and+feasible+approach+to+the+cancer+epidemic.">Vaccines for cancer prevention: a practical and feasible approach to the cancer epidemic.</a> Cancer Immunology Research. 2 (8), 708-713 (2014).</li><li>Sharma, P., Allison, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+future+of+immune+checkpoint+therapy.">The future of immune checkpoint therapy.</a> Science. 348 (6230), 56-61 (2015).</li><li>Chen, L., Han, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anti-PD-1/PD-L1+therapy+of+human+cancer:+past,+present,+and+future.">Anti-PD-1/PD-L1 therapy of human cancer: past, present, and future.</a> Journal of Clinical Investigation. 125 (9), 3384-3391 (2015).</li><li>Cai, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glioma-Associated+stromal+cells+stimulate+glioma+malignancy+by+regulating+the+tumor+immune+microenvironment.">Glioma-Associated stromal cells stimulate glioma malignancy by regulating the tumor immune microenvironment.</a> Frontiers in Oncology. 11, 672928 (2021).</li><li>Ishii, , et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histological+characterization+of+the+tumorigenic+&amp;#34;peri-necrotic+niche&amp;#34;+harboring+quiescent+stem-like+tumor+cells+in+glioblastoma.">Histological characterization of the tumorigenic &amp;#34;peri-necrotic niche&amp;#34; harboring quiescent stem-like tumor cells in glioblastoma.</a> PLoS One. 11 (1), 0147366 (2016).</li><li>Lewis, C. E., Pollard, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+role+of+macrophages+in+different+tumor+microenvironments.">Distinct role of macrophages in different tumor microenvironments.</a> Cancer Research. 66 (2), 605-612 (2006).</li><li>NanoString. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CosMx+Spatial+Molecular+Imager:+True+Single-Cell+In+Situ+Solution.">CosMx Spatial Molecular Imager: True Single-Cell In Situ Solution.</a> NanoString. , (2022).</li></ol>

نظرا لتنوع البروتينات التي يمكن أن تؤثر على عدوانية الأورام الدبقية وفكرة أن العديد من هذه البروتينات لا تزال غير مكتشفة ، فإن طريقة قياس كمية البروتين عالية الإنتاجية هي نهج تكنولوجي مثالي. بالإضافة إلى ذلك ، بالنظر إلى أن البيانات المكانية في عينات الأورام غالبا ما ترتبط بالتعبير التفا...

الأورام الدبقية المتسللة بشكل منتشر هي النوع الأكثر شيوعا من أورام الدماغ الخبيثة لدى البالغين وهي قاتلة دائما. يمثل ميل خلايا الورم الدبقي إلى الهجرة على نطاق واسع في الدماغ تحديا علاجيا كبيرا. وتنطوي الآلية التي تنتشر بها على الهجرة الموجهة والغزو دون رادع. وقد تبين أن خلايا الورم الدبقي الغازية تظهر الانتحاء والهجرة على طول مساحات المادة البيضاء1 ، مع الأبحاث الحديثة التي تنطوي على إزالة الميالين من هذه المسالك كميزة نشطة ، protumorigenic2. يتم التوسط في الغزو من خلال الانتقال من الظهارة إلى اللحمة المتوسطة ، حيث تكتسب خلايا الورم الدبقي خصائص اللحمة المتوسطة عن طريق تقليل التعبير عن الجينات التي تشفر بروتينات المصفوفة خارج الخلية وجزيئات التصاق الخلايا ، وتضخيم الهجرة وتسهيل الانتشار من خلال البيئة المكروية للورم3،4،5.
على المستوى الجزيئي ، تم إثبات اضطراب العديد من البروتينات التي تمنح الاستقرار الخلوي والتفاعل مع المكونات المناعية6. من المعروف أن الأورام الدبقية الارتشاحية تخضع لقمع البروتينات ذات الخصائص المضادة للموت المبرمج (على سبيل المثال ، PTEN)7. كما أنها تفرط في التعبير عن البروتينات التي تعزز التهرب من الاستجابة المناعية للمضيف (على سبيل المثال ، PD1 / PDL1)8. يعزز عدم تنظيم هذه المسارات المعقدة الورم ويزيد من الإمكانات الخبيثة.
ضمن عينات الورم الدبقي الغازي ، كان الهدف هو تقييم التعبير التفاضلي للبروتينات الرئيسية لنمو الخلايا وبقائها وانتشارها ، والتكامل الهيكلي للبيئة المكروية بين المكونات الغازية وغير الغازية. بالإضافة إلى ذلك ، سعينا إلى دراسة التنظيم التفاضلي للبروتينات ذات الدور المناعي النشط ، وتقديم نظرة ثاقبة للآلية التي يمكن من خلالها للدفاعات المناعية للمضيف المخترقة أن تعزز الإمكانات التكاثرية والغازية للأورام الدبقية. هذا مهم بشكل خاص بالنظر إلى اتساع نطاق الأبحاث الحديثة التي توضح كيف يمكن أن تكون علامات المناعة ودوافع عدم التنظيم في الورم الخبيث بمثابة أهداف للعلاج المناعي. يتطلب تحديد الأهداف العلاجية القابلة للتطبيق بين العديد من البروتينات المشاركة في المراقبة المناعية والتفاعل نهجا حساسا وشاملا للغاية.
بالنظر إلى المجموعة الواسعة من البروتينات المرشحة التي يمكن دراستها ، سعينا إلى طريقة أقرب إلى الكيمياء الهيستولوجية المناعية ولكن مع كفاءة معالجة البيانات المحسنة. في مجال بيولوجيا السرطان ، برزت DSP كتقنية قوية ذات مزايا مهمة على الأدوات البديلة للتحليل البروتيني والقياس الكمي. السمة المميزة ل DSP هي قدرتها على تعدد الإرسال عالية الإنتاجية ، مما يسمح بالدراسة المتزامنة للعديد من البروتينات المختلفة داخل العينة ، مما يمثل تمييزا مهما عن التقنيات القياسية ولكن الأقل تكرارا مثل الكيمياء الهيستولوجية المناعية (IHC) 9,10. لا تؤثر ميزة تعدد الإرسال في DSP على دقتها كأداة كمية وتحليلية ، كما يتضح من الدراسات التي تقارن DSP ب IHC. عند استخدامه للقياس الكمي البروتيني لعينات سرطان الرئة ذات الخلايا غير الصغيرة ، على سبيل المثال ، فقد ثبت أن DSP له نتائج مماثلة ل IHC11. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر DSP مواصفات إقليمية قابلة للتخصيص ، حيث يمكن للمستخدمين تحديد المناطق يدويا لإجراء تحليل بروتيني. هذا يمثل ميزة على طرق تعدد الإرسال ذات القسم الكامل10,12. في جولة واحدة من المعالجة ، يقدم DSP طبقات متعددة من التحليل من خلال مسح العديد من أهداف البروتين عبر مناطق متعددة ذات أهمية.
DSP له تطبيقات في العديد من الإعدادات المرضية المختلفة. يعد DSP مفيدا بشكل خاص في تحليل الأورام ، حيث يمكن أن يرتبط التباين المكاني بالتحول الخلوي والتعبير التفاضلي للبروتين. على سبيل المثال ، تم استخدام DSP لمقارنة الملف البروتيني لسرطان الثدي بالبيئة المكروية للورم المجاورة. هذا يحمل آثارا مهمة لفهم التاريخ الطبيعي لهذا الورم وتطوره ، وكذلك الاستجابة المحتملة للعلاج13. تشمل السياقات الإضافية التي توضح تنوع DSP القياس الكمي المكاني لتنوع البروتين في سرطان البروستاتا14 ، وارتباط تعبير علامة الخلايا المناعية بتطور المرض في سرطان الخلايا الحرشفية في الرأس والرقبة 15 ، وإظهار التدرج الظهاري - الوسيطة لتعبير البروتين الذي يميز سرطان المبيض النقيلي عن سرطان المبيض الأولي الصافي16 . من خلال تنفيذ DSP ، نقوم بتوصيف التضاريس المكانية للبروتينات التي يمكن أن تؤثر على تكوين الورم وغزو الأورام الدبقية.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>BOND Research Detection System</td>
			<td>Leica Biosystems, Wetzlar, Germany</td>
			<td>DS9455</td>
			<td>Open detection system containing open containers in a reagent tray</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BOND Wash</td>
			<td>Leica Biosystems, Wetzlar, Germany</td>
			<td>AR950</td>
			<td>10X concentrated buffer solution for washing fixed tissue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buffer W</td>
			<td>NanoString, Seattle, WA</td>
			<td>contact company</td>
			<td>Blocking reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cy3 conjugation kit</td>
			<td>Abcam, Cambridge, UK</td>
			<td>AB188287</td>
			<td>Cy3 fluorescent antibody conjugation kit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GeoMx Digital Spatial Profiler (DSP)</td>
			<td>NanoString, Seattle, WA</td>
			<td>contact company</td>
			<td>System for imaging and characterizing protein and RNA targets</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GeoMx DSP Instrument BufferKit</td>
			<td>NanoString, Seattle, WA</td>
			<td>100471</td>
			<td>Buffer kit for GeoMX DSP (including buffers for sample processing and preparation)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GeoMx Hyb Code Pack_Protein</td>
			<td>NanoString, Seattle, WA</td>
			<td>121300401</td>
			<td>Controls for running GeoMX DSP experiemtns</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GeoMx Immune Cell Panel (Imm Cell Pro_Hs)</td>
			<td>NanoString, Seattle, WA</td>
			<td>121300101</td>
			<td>Protein module with targets for human immune cells and immuno-oncologic targets</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GeoMx Pan-Tumor Panel (Pan-Tumor_Hs)</td>
			<td>NanoString, Seattle, WA</td>
			<td>121300105</td>
			<td>Protein module with targets for multiple human tumor types and for markers of epithelial-mesenchymal transition</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GeoMx Protein Slide Prep FFPE</td>
			<td>NanoString, Seattle, WA</td>
			<td>121300308</td>
			<td>Sample preparation reagents for GeoMX DSP protein analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IDH1-R132H antibody</td>
			<td>Dianova, Hamburg, Germany</td>
			<td>DIA-H09</td>
			<td>Monoclonal antibody against human IDH1 R132H</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LEICA Bond RX</td>
			<td>Leica Biosystems, Wetzlar, Germany</td>
			<td>contact company</td>
			<td>Fully automated IHC stainer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Master Kit--12 reactions</td>
			<td>NanoString, Seattle, WA</td>
			<td>100052</td>
			<td>Materials and reagents for use with the nCounter Analysis system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nCounter Analysis System</td>
			<td>NanoString, Seattle, WA</td>
			<td>contact company</td>
			<td>Automated system for multiplex target expression quantification (to be used with GeoMx DSP)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TMA Master II</td>
			<td>3DHistech Ltd., Budapest, Hungary</td>
			<td></td>
			<td>To create the tissue microarray block</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

digital spatial profiling for characterization of the microenvironment in adult-type diffusely infiltrating glioma

ترتبط الأورام الدبقية المتسللة بشكل منتشر بارتفاع معدلات المراضة والوفيات بسبب الطبيعة الارتشاحية لانتشار الورم. إنها أورام معقدة شكليا ، مع درجة عالية من التباين البروتيني عبر كل من الورم نفسه وبيئته المكروية غير المتجانسة. يتم تعزيز الإمكانات الخبيثة لهذه الأورام من خلال عدم تنظيم البروتينات المشاركة في العديد من المسارات الرئيسية ، بما في ذلك العمليات التي تحافظ على الاستقرار الخلوي وتحافظ على السلامة الهيكلية للبيئة المكروية. على الرغم من وجود العديد من تحليلات الورم الدبقي السائب وحيد الخلية ، إلا أن هناك ندرة نسبية في التقسيم الطبقي المكاني لهذه البيانات البروتينية. إن فهم الاختلافات في التوزيع المكاني للعوامل السرطانية ومجموعات الخلايا المناعية بين الورم الجوهري والحافة الغازية والبيئة المكروية يوفر نظرة ثاقبة قيمة للآليات الكامنة وراء تكاثر الورم وانتشاره. يمثل التنميط المكاني الرقمي (DSP) تقنية قوية يمكن أن تشكل الأساس لهذه التحليلات المهمة متعددة الطبقات.
DSP هي طريقة تحدد بكفاءة تعبير البروتين داخل المناطق المكانية المحددة من قبل المستخدم في عينة الأنسجة. يعد DSP مثاليا لدراسة التعبير التفاضلي للبروتينات المتعددة داخل وعبر مناطق التمييز ، مما يتيح مستويات متعددة من التحليل الكمي والنوعي. بروتوكول DSP منهجي وسهل الاستخدام ، مما يسمح بالتحليل المكاني المخصص للبيانات البروتينية. في هذه التجربة ، يتم إنشاء المصفوفات الدقيقة للأنسجة من الخزعات الأساسية للورم الأرومي الدبقي المؤرشفة. بعد ذلك ، يتم اختيار مجموعة من الأجسام المضادة ، تستهدف البروتينات ذات الأهمية داخل العينة. ثم يتم تحضين الأجسام المضادة ، التي يتم اقترانها مسبقا بقليل النيوكليوتيدات DNA القابل للأشعة فوق البنفسجية ، مع عينة الأنسجة طوال الليل. تحت التصور المجهري الفلوري للأجسام المضادة ، يتم تحديد مناطق الاهتمام (ROIs) التي يمكن من خلالها تحديد تعبير البروتين مع العينات. ثم يتم توجيه ضوء الأشعة فوق البنفسجية إلى كل عائد استثمار ، مما يؤدي إلى شق قليل النيوكليوتيدات DNA. يتم استنشاق قليل النوكليوتيدات وحسابها داخل كل عائد استثمار ، مع تحديد البروتين المقابل على أساس مكاني.

يوضح الشكل 4 النتائج التمثيلية من تجربة DSP التي أجريت على عينات من الورم الأرومي الدبقي. يتم تقديم خريطة حرارية توضح إحدى الطرق التي يمكن من خلالها التقاط البيانات بصريا باستخدام برنامج DSP. تمثل الصفوف أهداف البروتين ، ويتوافق كل عمود مع منطقة الاهتمام. يشير نطاق الألوان من ...

Watch this Scientific Journal Video about Digital Spatial Profiling for Characterization of the Microenvironment in Adult-Type Diffusely Infiltrating Glioma at JoVE.com

Digital Spatial Profiling for Characterization of the Microenvironment in Adult-Type Diffusely Infiltrating Glioma

يلعب خلل التنظيم البروتيني دورا مهما في انتشار الأورام الدبقية المتسللة بشكل منتشر ، لكن العديد من البروتينات ذات الصلة لا تزال مجهولة الهوية. توفر المعالجة المكانية الرقمية (DSP) نهجا فعالا وعالي الإنتاجية لتوصيف التعبير التفاضلي للبروتينات المرشحة التي قد تساهم في غزو وهجرة الأورام الدبقية الارتشاحية.

التنميط المكاني الرقمي لتوصيف البيئة المكروية في الورم الدبقي المتسلل بشكل منتشر من النوع البالغ

Diffusely infiltrating gliomas are associated with high morbidity and mortality due to the infiltrative nature of tumor spread. They are morphologically ...

يوفر التنميط المكاني الرقمي ، أو DSP ، طريقة فعالة لتحديد كمية البروتين الطبقية مكانيا. يمكننا تنفيذه من توصيف تعبير البروتين عبر مناطق متميزة من الورم والبيئة المكروية. الميزة الرئيسية ل DSP هي قدرتها على تعدد الإرسال ، مما يتيح معالجة البيانات عالية الإنتاجية.بالإضافة إلى ذلك ، توفر القدرة على تحديد مناطق الاهتمام المخصصة بعدا مكانيا لتحليل البيانات. يمكن تطبيق DSP على أي عينة قد يساعد فيها تحديد البروتين مكانيا أو تعبير الحمض النووي الريبي في توضيح عملية مرضية أو فسيولوجية. هذا مهم بشكل خاص في علم الأورام ، حيث قد يرتبط تقلب الهدف الإقليمي بالنمو الخبيث أو الغزو.سيوضح الإجراء سكوت باليسول ، عالم تكنولوجيا الأنسجة ، وراشيل بارني ، تقني الجينوم. لتحضير الشرائح ، ابدأ بأخذ عدة نوى بقطر 2 ملليمتر من كل خزعة ، ووضعها في كتلة ميكروأري نسيجية واحدة. قطع أقسام أربعة ميكرون من الكتلة ، وتركيبها على الشرائح الزجاجية.ضع كل شريحة داخل حشية حامل الشريحة ، واحتضنها عند 60 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. في نظام IHC شبه الآلي ، املأ الحاوية في الموضع الأول ب 150 ميكرولتر من مخزن الغسيل المؤقت لكل شريحة ، بالإضافة إلى خمسة ملليلتر من الحجم الميت ، واترك الغطاء مفتوحا. املأ نفس الكمية من محلول الحجب في الحاوية في الموضع الثاني.قم بتحميل درج حاوية الكاشف على الجهاز. حدد العملية IHC، متبوعا بحظر اسم الحل في المربع المنسدل لحقل العلامة. بمجرد الانتهاء من جميع الشرائح ، انقر فوق إغلاق.ثم انقر فوق طباعة التسميات ، وتحقق من جميع ملصقات الشرائح التي لم تتم طباعتها بعد ، وانقر فوق طباعة. قم بتثبيت الملصقات على أعلى الشرائح. قم بتحميل الشرائح على درج الشرائح ، مع التأكد من أن العينة والملصق متجهان لأعلى.اضغط على زر LED لخفض الدرج ، واسمح للأداة ببدء المسح الضوئي والتعرف على الشرائح. انقر فوق الزر "ابدأ" لبدء التجربة. عند اكتمال التشغيل ، اضغط على زر LED عندما يومض باللون الأخضر.قم بإزالة الدرج من الجهاز ، وارفع بلاط الغطاء بعناية من كل شريحة. ضع الشرائح في محلول ملحي مخزن بالفوسفات 1X. قم بإزالة المخزن المؤقت الزائد ، وحدد كل قسم من الأنسجة بقلم كاره للماء لإنشاء حاجز كاره للماء.اصنع محلول أوليجو للأجسام المضادة PC عن طريق إضافة ثمانية ميكرولتر من كل جسم مضاد لكل شريحة واستخدام Buffer W للوصول إلى الحجم النهائي البالغ 200 ميكرولتر. ثم قم بتطبيق محلول oligo PC للأجسام المضادة على الشرائح واحتضان الشرائح طوال الليل عند أربع درجات مئوية. بعد الحضانة ، ضع الشرائح في صينية مرطبة ، واغسلها ثلاث مرات لمدة 10 دقائق في 1X TBST.بعد التثبيت في 4٪ بارافورمالدهيد لمدة 30 دقيقة في درجة حرارة الغرفة ، تليها الغسيل مرتين لمدة خمس دقائق في 1X TBST. أضف صبغة SYTO 13 النووية لمدة 15 دقيقة في درجة حرارة الغرفة ، متبوعة بالغسيل مرتين باستخدام 1X TBST. مرر مؤشر الماوس فوق تجميع البيانات في مركز التحكم وحدد جديد أو متابعة تشغيل.ضع الشريحة في حامل الشريحة مع الملصق باتجاه المستخدم. قم بخفض مشبك درج الشريحة ، وتأكد من أن الأنسجة مرئية في النافذة الممدودة. أضف ستة ملليلتر من Buffer S.اتبع المطالبات الموجودة في مركز التحكم.قم بالتكبير/التصغير بين المحاور المختلفة باستخدام منزلقي x وy لتحديد منطقة للمسح الضوئي. حدد مسح ضوئي، واسمح للمسح بالمتابعة حتى يتم تصوير المنطقة المستهدفة المحددة بالكامل. قم بإنشاء صورة 20 مرة.حدد عائد الاستثمار عن طريق اختيار ثلاثة عائد استثمار دائري متساوي الحجم بقطر 250 ميكرومتر لكل قلب نسيج. وافق على عائد الاستثمار بالنقر فوق الزر "الخروج من مساحة عمل المسح الضوئي". ثم انتظر حتى يشق ضوء الأشعة فوق البنفسجية oligos من الأجسام المضادة.بعد الانتهاء من عملية أداة التنظيف ، حدد جمع بيانات جديدة لمتابعة الشرائح أو اللوحة الحالية. افتح نافذة اللوحة النهائية بالنقر المزدوج على منطقة أيقونة اللوحة. أدخل رقم حزمة رمز التهجين ، وانقر فوق تحديث.ثم انقر فوق إنهاء. افصل حامل الشريحة ولوحة التجميع باتباع المطالبات. قم بتخزين الشرائح في TBST ، أو قم بتغطيتها بوسط مائي وغطاء للتخزين طويل الأجل.أغلق الألواح باستخدام ختم قابل للنفاذ وجفف الفتحات عند 65 درجة مئوية في جهاز تدوير حراري مع فتح الجزء العلوي. أضف سبعة ميكرولترات من المياه المعالجة بثنائي إيثيل بيروكربونات واخلطها. احتضان في درجة حرارة الغرفة لمدة 10 دقائق ، ثم تدور بسرعة.قم بإعداد مزيج المخزن المؤقت للمسبار عن طريق اختيار معادلات المسبار R و U المناسبة التي تطبق المعادلة كما هو موضح في بروتوكول النص. أضف 84 ميكرولترا من مزيج المخزن المؤقت للمسبار إلى كل حزمة كود تهجين. في لوحة تهجين جديدة مكونة من 96 بئرا ، أضف ثمانية ميكرولترات من كل مزيج رئيسي لرمز التهجين في جميع الآبار ال 12 في الصف المشار إليه.انقل سبعة ميكرولتر من لوحة تجميع DSP إلى البئر المقابلة في لوحة التهجين. ختم الحرارة ، وتدوير اللوحة ، واحتضانها بين عشية وضحاها عند 67 درجة مئوية. بعد الحضانة ، قم بتبريد الطبق على الجليد ، وقم بإجراء دوران سريع.قم بتجميع منتجات التهجين من كل بئر في أنبوب شريطي ، مع سحب كل بئر برفق خمس مرات. قم بالدوران لأسفل ، وقم بتحميل أنابيب الشريط في نظام التحليل. على أداة DSP ، احفظ ملف CDF على محرك أقراص USB ، وانقل البيانات إلى المحلل الرقمي.على الشاشة، اضغط على بدء المعالجة. حدد حساسية عالية متبوعا بالتالي. اضغط على تحديد الكل لعدد الآبار التي تحتوي على عينات ، ثم إنهاء ، متبوعا بالتالي في إشعار البريد الإلكتروني.ثم انقر فوق ابدأ. بمجرد الانتهاء من محطة التحضير ، أغلق الخرطوشة وانقلها إلى المحلل الرقمي. اضغط على بدء العد.حدد موضع المرحلة. اضغط على تحميل ملف CDF موجود، وحدد الملف الذي تم تحميله مسبقا. اضغط على تم.حدد موضع المرحلة مرة أخرى ، واضغط على تم ، ثم ابدأ لتشغيل البرنامج. احفظ ملف ZIP الخاص بملفات تحويل عدد المراسلين من نظام التحليل إلى محرك أقراص USB. أدخل محرك الأقراص في جهاز DSP.في مركز تحكم DSP ، مرر مؤشر الماوس فوق جمع البيانات ، ثم انقر فوق تحميل الحسابات. حدد ملف ZIP ذي الصلة. انقر فوق السجلات في مركز تحكم DSP.لعرض عمليات الفحص في قائمة الانتظار، حدد إضافة عمليات المسح المحددة إلى قائمة الانتظار، ثم قائمة انتظار التحليل الخاصة بي. حدد دراسة جديدة من قائمة الانتظار عن طريق التمرير فوق خيار تحليل البيانات في مركز التحكم. تم إجراء تجربة DSP على عينات من الورم الأرومي الدبقي ، وتم تصور النتائج كخريطة حرارية.تمثل الصفوف أهداف البروتين ، ويتوافق كل عمود مع منطقة الاهتمام. يتم تصوير مستوى التعبير من خلال نطاق ألوان يتراوح من الأزرق ، الذي يظهر تعبيرا منخفضا ، إلى الأحمر ، مما يدل على التعبير العالي. يعكس تباين اللون داخل صف عدم تجانس البروتين الإقليمي ، ويشير إلى ارتباط مكاني محتمل مع تعبير البروتين التفاضلي.في هذه التجربة ، كان S100 و CD-56 مرتفعين عالميا ، لأنهما علامات عصبية. تشمل العلامات الأكثر تباينا B7-H3 و KI-67 و CD-44 و fibronectin ، والتي من المعروف أنها مرتبطة بانتشار الورم والهجرة وورم خبيث. من بين مجموعة واسعة من الأهداف المرشحة ، يمكن ل DSP تحديد تلك التي تظهر تباينا إقليميا كبيرا.هذا يضع الأساس للتحقيق في العوامل المرتبطة بالتباين وأهميتها للمرض.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

A Protocol for Rapid Post-mortem Cell Culture of Diffuse Intrinsic Pontine Glioma (DIPG)

A Protocol for Rapid Post-mortem Cell Culture of Diffuse Intrinsic Pontine Glioma DIPG

بروتوكول للثقافة السريع بعد الوفاة خلية من منتشر الجوهرية جسري بالورم الدبقي (DIPG)

Diffuse Intrinsic Pontine Glioma (DIPG) is a childhood brainstem tumor that carries a universally fatal prognosis. Because surgical resection is not a ...

In Vivo EPR Assessment of pH, pO2, Redox Status, and Concentrations of Phosphate and Glutathione in the Tumor Microenvironment

In Vivo EPR Assessment of pH, pO2, Redox Status, and Concentrations of Phosphate and Glutathione in the Tumor Microenvironment

في فيفو تقييم الجيش الشعبي الثوري لدرجة الحموضة، فس2، حالة الأكسدة والاختزال، وتركيزات الفوسفات والجلوتاثيون في "ورم المكروية"

This protocol demonstrates the capability of low-field electron paramagnetic resonance (EPR)-based techniques in combination with functional paramagnetic ...

Evaluation of Biomarkers in Glioma by Immunohistochemistry on Paraffin-Embedded 3D Glioma Neurosphere Cultures

تقييم المؤشرات الحيوية في الدبقي التي Immunohistochemistry على الثقافات نيوروسفيري جزءا لا يتجزأ من البارافين الدبقي 3D

Analysis of protein expression in glioma is relevant for several aspects in the study of its pathology. Numerous proteins have been described as ...

Generation of Orthotopic Pancreatic Tumors and Ex vivo Characterization of Tumor-Infiltrating T Cell Cytotoxicity

Generation of Orthotopic Pancreatic Tumors and Ex vivo Characterization of Tumor-Infiltrating T Cell Cytotoxicity

توليد أورام البنكرياس التقويمية وتوصيف الجسم السابق للخلايا التي تتسلل إلى الخلايا T

In vivo models of pancreatic cancer provide invaluable tools for studying disease dynamics, immune infiltration and new therapeutic strategies. The ...

Analysis of Side Population in Solid Tumor Cell Lines

تحليل السكان الجانبية في خطوط الخلايا السرطانية الصلبة

Cancer stem cells (CSCs) are an important cause of tumor growth, metastasis, and recurrence. Isolation and identification of CSCs are of great ...

Tumor Transplantation for Assessing the Dynamics of Tumor-Infiltrating CD8+ T Cells in Mice

Tumor Transplantation for Assessing the Dynamics of Tumor-Infiltrating CD8+ T Cells in Mice

زرع الورم لتقييم ديناميكيات الخلايا التائية CD8+ المتسللة للورم في الفئران

T cell-mediated immunity plays a crucial role in immune responses against tumors, with cytotoxic T lymphocytes (CTLs) playing the leading role in ...

Spatial Profiling of Protein and RNA Expression in Tissue: An Approach to Fine-Tune Virtual Microdissection

التنميط المكاني للبروتين وتعبير الحمض النووي الريبي في الأنسجة: نهج لضبط التشريح المجهري الافتراضي

Multiplexing enables the assessment of several markers on the same tissue while providing spatial context. Spatial Omics technologies allow both protein ...

Live-3D-Cell Immunocytochemistry Assays of Pediatric Diffuse Midline Glioma

مقايسات الكيمياء المناعية للخلايا الحية 3D للورم الدبقي في خط الوسط المنتشر لدى الأطفال

Cell migration and invasion are specific hallmarks of Diffuse Midline Glioma (DMG) H3K27M-mutant tumors. We have already modeled these features using ...

Industrialized, Artificial Intelligence-guided Laser Microdissection for Microscaled Proteomic Analysis of the Tumor Microenvironment

التشريح المجهري بالليزر الصناعي الموجه بالذكاء الاصطناعي للتحليل البروتيني المجهري للبيئة الدقيقة للورم

The tumor microenvironment (TME) represents a complex ecosystem comprised of dozens of distinct cell types, including tumor, stroma, and immune cell ...

Multiplexed Barcoding Image Analysis for Immunoprofiling and Spatial Mapping Characterization in the Single-Cell Analysis of Paraffin Tissue Samples

تحليل صورة التشفير الشريطي المتعدد للتنميط المناعي وتوصيف الخرائط المكانية في تحليل الخلية الواحدة لعينات أنسجة البارافين

Multiplexed imaging technology using antibody barcoding with oligonucleotides, which sequentially detects multiple epitopes in the same tissue section, is ...