< 【Nature Communications】Fluidigm质谱流式及成像质谱流式技术助力癌症药物研发,为精准肿瘤学提供新思路

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        作为不断创新的生物科技领跑者,Fluidigm公司(纳斯达克:FLDM)长期致力于通过全方位的健康洞察力来改善人们的生活。南加州时间 2021年5月6日,Fluidigm宣布发布数据,进一步验证其质谱流式技术,CyTOF®和Imaging Mass Cytometry™(IMC™)的潜力,为评估使用人类肿瘤异种移植物在动物模型中进行癌症治疗提供助力,从而为确定哪些患者最有可能从特定的靶向癌症治疗中受益提供参考。

        这项研究是由英国剑桥大学 Cancer Research UK (CRUK) Cambridge Institute(CRUK) 与Imaging and Molecular Annotation of Xenografts and Tumors (IMAXT) Cancer Grand Challenges Consortium的专家合作进行的,相关数据已在线发布于《Nature Communications》。这项研究由欧洲研究委员会高级研究人员基金Cancer Grand Challenges, Astra Zeneca及欧盟Marie Sklodowska-Curie提供资助。

        研究人员开发了一个包含33种抗体的乳腺癌抗体panel,旨在检测和区分人类肿瘤细胞与周围的小鼠细胞,以及检测与癌症相关的信号通路以及细胞凋亡marker(包含程序性细胞死亡,PCD)的激活。乳腺癌抗体Panel之前已在多种具有明确特征的细胞系中得到验证,随后被用于评估53种人类乳腺癌异种移植样品,以捕获乳腺癌细胞的多样性,相关结果早先已发表于《Cel》((Bruna et al., 2016)。

         CRUK剑桥学院通过将人类肿瘤组织植入小鼠体内,建立了人类肿瘤异种移植物的大型生物库,作为强大的临床前平台,可以在体内外进行高含量药物筛选,助力加速药物研发进程

        利用质谱流式技术和IMC技术对异种移植物样品进行检测,评估了乳腺癌肿瘤及其微环境中不同细胞表型的存在和分布。这些分析结果确认了某些使用基因组或基因表达评估方法从未检测到的独特的表型,并可将这些表型与乳腺癌的分子特征相关联。

        该研究还使用了在同一异种移植平台中生成的药物筛选数据,以将通过BCMC所确定的细胞表型与对特定疗法的反应或耐药性进行关联 (caldaslab.cruk.cam.ac.uk/bcape/)。这些分析表明,基于质谱流式技术的表型“印记”捕获了传统遗传基因组评估无法检测到的独特特征。例如,可以鉴定出两种通常具有侵略性且难以治疗的三型阴性乳腺癌,并可确定当使用标准化疗和靶向疗法治疗时不同的药物反应。

        同时,该方法可检测出特定的细胞结构(腔细胞簇),并将其与对PI3K抑制剂的应答相关联,PI3K抑制剂是一类药物,通过传统基因组分析来预测应答通常无法获得较好结果。

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      “迄今为止,大多数关于肿瘤异质性的研究都集中在遗传多样性上,只有极少数的研究可在蛋白质水平评估表型多样性。我们利用质谱流式技术来鉴定和表征一大批乳腺癌异种移植物中的核心细胞表型,这是我们实验室中功能完善的临床前平台的一部分,” CRUK剑桥学院研究助理,同时也是研究文献的主要作者Dimitra Georgopoulou博士谈道。“将表型数据与相同异种移植物的分子和药物反应数据相结合,我们发现细胞水平的表型异质性是药物反应的关键决定因素。这一发现对乳腺癌的临床前和临床研究都具有重要意义。”


        “在当前的研究中,我们还将质谱流式数据与在相同异种移植模型上进行的成像成像质谱流式分析数据相结合,” CRUK剑桥学院 IMAXT实验室负责人Dario Bressan博士谈道。“在之前的研究(Ali et al., 2020)中,我们还对产生这些异种移植物的原发肿瘤进行了IMC检测。这确实对于扩大我们对特定细胞表型如何在空间上分布及其临床相关性的理解起到关键作用。这一进展使我们得以从异种移植到临床样品、跨平台深入描绘细胞表型,这是前所未有的。”

        这项研究的另一个重要发现是证明了对治疗反应不同的细胞表型可以在单个肿瘤中共存。重要的是,这种表型变异似乎与遗传内肿瘤变异无关。该发现对临床前药物筛选方法和转化医学均具有关键意义,表明可能需要开发新的联合疗法以解决单个肿瘤内的多种细胞类型。

        作者认为,质谱流式技术有潜力可直接用于对正在接受治疗的患者的活检样本进行分析,以更准确地评估其对治疗的反应,并确定继续治疗是否可能带来益处。

        “我们的发现有望能获得更多新的有意义的信息模型,为评估癌症治疗和预测单个患者对潜在治疗的反应开拓了新的方向,这两者对于精准肿瘤医学的实现都很重要。” Georgopoulou博士说。

        “这项研究强调了癌症科学前沿研究全球合作的必要性,这对整个肿瘤学研究界取得突破至关重要,”Fluidigm公司总裁兼CEO Chris Linthwaite说。

        “ Fluidigm致力于利用我们的技术来改善生活,这项重要的研究表明我们有能力前沿的临床前和转化医学研究提供助力,这些研究可以真正改变我们对癌症的认知,并为改善治疗和结果的新途径。结合IMC技术和质谱流式技术来创建双模式评估和工作流程可以有效生成丰富的数据集,益处良多。”


参考文献:

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.


了解更详细信息,请访问Fluidigm Corporation.




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