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GeoMx® 디지털 공간 프로파일러(DSP)

GeoMx DSP의 데이터 분석 소프트웨어는 데이터를 쉽게 시각화하고 해석할 수 있도록 지원합니다. 고해상도 이미지를 정량적 프로파일링 데이터와 함께 표시하여 두 데이터 세트 모두와 실시간으로 상호 작용할 수 있습니다.

GeoMx DSP는 어떻게 작동하나요?

이 분석법은 광분해 가능한 올리고뉴클레오티드 태그와 결합된 RNA 프로브를 사용합니다. 슬라이드 장착 포르말린 고정 파라핀 포매(FFPE) 조직 절편에 프로브를 하이브리다이제이션한 후, 올리고뉴클레오타이드 태그는 UV 노출을 통해 조직의 특정 영역에서 방출됩니다. 방출된 태그는 RNAseq 또는 표준 nCounter 분석법을 사용하여 정량화되고, 계수된 수치는 조직 위치로 다시 매핑되어 분석물의 풍부함에 대한 공간적으로 분해된 디지털 프로필을 생성합니다. 1

단계 1. 염색 2. ROI 선택 3. UV-분해 4. 수집 및 분배 5. 타임라인 방식으로 개수 표시. 그 과정에 대한 그림이 있습니다


GeoMx DSP의 응용 2

  • 치료 반응을 예측하는 바이오마커를 발견하세요
  • 종양 미세환경 내의 뚜렷한 영역 또는 세포 유형을 프로파일링합니다.
  • 약물의 작용 기전을 밝힙니다.
  • 조직의 특정 구성 요소에서 약물의 영향을 받는 유전자를 탐색합니다.
  • 질병에 대한 분자 하위 유형을 밝혀내다
  • 질병 메커니즘과 진행을 이해하세요
  • 전임상 모델을 연구하다

기술 스포트라이트

공간 전사체 프로파일링을 통해 조직 이질성 탐색

TME에서 항종양 면역 반응을 이해하고 개선한다는 목표로, 우리는 GeoMx® DSP 플랫폼을 사용하여 피하(SC) MC38-NCI.TD1 쥐 대장암 모델의 TME 내 CD45+ 면역 세포와 PanCK+ 종양 세포에 대한 항-mPD-1 치료의 효과를 조사했습니다.

공간 전사체 프로파일링을 통해 조직 이질성 탐색

형태학 마커로 염색된 MC38 NCI.TD1 종양 단면은 높은 PanCK 발현 종양 세포와 낮은 PanCK 발현 종양 세포 근처에 CD45+ 면역 세포를 포함하는 조명 영역(AOI)으로 분할된 관심 영역을 보여줍니다. 화산 플롯은 동종형 대조군과 항-mPD-1 항체로 치료한 MC38-NCI.TD1 종양에서 이러한 AOI의 전사체 조절을 보여줍니다.

GeoMx DSP의 장점

공간 해상도

고해상도의 공간 정보를 제공하여 연구자들이 복잡한 조직 내 세포 및 세포 내 수준에서 유전자 발현 패턴을 분석할 수 있도록 합니다. 이러한 공간적 맥락은 다양한 세포 유형 간의 기능적 조직과 상호 작용을 이해하는 데 중요합니다.

다중 분석

멀티플렉스 분석을 지원하여 최대 21,000개 이상의 RNA 타겟을 동시에 측정할 수 있습니다. 이러한 효율성은 시간과 자원을 절약할 뿐만 아니라 분자적 환경에 대한 보다 포괄적인 관점을 제공하여 유전자 발현 패턴에 대한 전체적인 이해를 용이하게 합니다.

세포 이질성

대량 RNA 분석과 달리 GeoMx DSP는 조직 샘플 내에서 개별 세포 유형을 식별하고 프로파일링할 수 있습니다. 이는 종양과 같은 이질적인 조직에서 특히 가치가 있는데, 이는 다양한 세포 집단의 특정 발현 패턴을 이해하는 것이 정밀 의학과 바이오마커 발견에 필수적이기 때문입니다.

기존 기술과의 호환성

기존 RNA 시퀀싱을 포함한 다른 분자 분석 기술과 호환되도록 설계되었습니다. 원활한 통합을 통해 연구자들은 공간 정보와 고처리량 게놈 데이터를 결합하여 보다 포괄적이고 보완적인 분석을 제공할 수 있습니다.

조직 구조에 대한 통찰력

조직 구조 내에서 유전자 발현에 대한 자세한 지도를 제공하여 생물학적 샘플의 구성과 구조에 대한 통찰력을 제공합니다. 이 정보는 공간적 관계를 밝혀내고 조직의 여러 영역에서 유전자 발현이 어떻게 달라지는지 이해하는 데 중요합니다.

사용자 정의 가능한 패널

연구자는 특정 유전자나 관심 경로를 표적으로 삼는 맞춤형 패널을 설계하여 GeoMx DSP 실험을 해당 연구의 고유한 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다. 이러한 유연성 덕분에 다양한 연구 응용 분야에서 플랫폼의 다재다능성이 향상됩니다.

바이오마커 발견

 GeoMx DSP의 공간적 분해능 접근 방식은 대량 RNA 분석에서는 간과될 수 있는 공간적으로 연관된 바이오마커를 발견하는 데 도움이 됩니다. 이러한 능력은 질병에 대한 잠재적인 치료 목표와 진단 마커를 식별하는 데 필수적입니다.

임상적 관련성 

FFPE 조직을 포함한 임상 샘플을 분석하는 능력은 전환 연구 및 임상 연구에 매우 적합합니다. 이 기능은 진단 도구와 개인맞춤형 의학 개발에 있어 GeoMx DSP의 잠재적 영향력을 확장합니다.

단일 세포 분석

단일 세포 분해능을 통해 각 세포의 고유한 유전자 발현 프로필을 연구할 수 있습니다. 이러한 수준의 세부성은 생물학적 시스템의 복잡성을 풀어내는 데 특히 가치가 있으며, 더 정확하고 타겟팅된 치료적 개입으로 이어질 수 있습니다.

데이터 시각화 도구

이 플랫폼은 공간적 유전자 발현 데이터의 해석을 용이하게 하는 고급 데이터 시각화 도구를 갖추고 있습니다. 연구자들은 복잡한 생물학적 샘플에 대한 직관적이고 포괄적인 분석을 돕는 자세한 지도와 시각적 표현을 만들 수 있습니다.

GeoMx DSP 자주 묻는 질문

GeoMx DSP는 기존의 대량 전체 조직 RNA 분석에 비해 뚜렷한 장점을 제공하며, 공간 유전체학 분야에 혁명을 일으키고 있습니다. 대량 RNA 분석과 달리 GeoMx DSP를 사용하면 연구자가 공간적 분해능으로 복잡한 생물학적 조직을 분석하여 조직 구조 내에서 유전자 발현에 대한 자세한 지도를 제공할 수 있습니다. 이러한 공간적 분해능을 갖춘 접근 방식은 샘플 내의 세포 이질성과 상호작용을 보다 정확하게 이해하여 유전자 발현 패턴의 공간적 구성에 대한 통찰력을 제공합니다. GeoMx DSP는 공간적 맥락을 보존함으로써 대량 RNA 분석에서는 간과될 수 있는 세포 특이적 발현 프로필과 공간적으로 연관된 바이오마커를 식별할 수 있게 해줍니다. 또한 GeoMx DSP는 종양과 같이 복잡한 분자적 환경을 해석하는 데 공간 정보가 중요한 이질적인 샘플을 연구하는 데 특히 유용합니다. 전반적으로 GeoMx DSP는 게놈학 연구 분야에서 큰 진전을 이루었으며, 기존의 대량 RNA 분석에 비해 생물학적 시스템에 대한 더욱 포괄적이고 섬세한 이해를 제공합니다.

유세포분석법은 종양 내 면역 세포에 대한 면역 요법 유발 효과를 분석하는 데 있어서 황금표준이 되는 방법입니다. 그러나 이 분석법에 내재된 한계는 유세포 분석법이 종양 미세환경(TME) 내의 다른 구획에 있는 활성화된 면역 세포를 구별할 수 없다는 것입니다. TME의 이질성으로 인해 표적 종양 세포와 밀접하게 접촉하는 면역 세포를 시각화하고 검사하는 것이 중요합니다. 종양 세포와 접촉하는 면역 세포의 면역 조절 반응은 유세포 분석법으로는 규명할 수 없습니다. GeoMx DSP를 사용하면 형태학적 마커를 사용하여 식별한 관심 영역(ROI)에서 특정 세포 유형을 선택하고 ROI 및 세포별 면역 조절 반응을 분석할 수 있습니다. 

  • 종양 세포
    • 암줄기세포
    • 전이성 암세포
    • 휴면 상태의 암세포
    • 높은 PanCK 발현 암세포
    • 낮은 PanCK 발현 암세포
    • 세포사멸 암세포
    • 괴사성 암세포
  • 면역 세포
    • T 세포: CD4+, CD8+ 및 Treg
    • CAR T 세포
    • B 세포: Bregs
    • NK 세포
    • 골수유래 억제 세포
    • 종양 관련 대식세포: M1, M2
    • 종양 관련 호중구: N1, N2
    • 수지상 세포
  • 기질 세포
    • 종양 내피 세포
    • 주세포
    • 암 관련 섬유아세포
    • 중간엽줄기세포
    • 종양 관련 지방세포
    • 별상세포
  • 혈관
  • 림프관
  • 정상 숙주 조직/세포
  • 세포외기질
  • 엑소좀

FFPE 조직이나 FFPE 슬라이드가 될 수 있습니다. 여러분이 저희와 함께  생체내 연구를 진행한다면, 슬라이드도 준비해드립니다.

  • 어떤 숙주 생물체와 종양 모델 생물체를 사용할 것인가
  • DSP 시스템에서 처리하고 분석할 슬라이드 수
  • 형태학 마커 및 표적 mRNA 패널
  • 슬라이드당 ROI 수
  • ROI가 어떻게 선택되고 그려질 것인가
  • ROI가 세분화될지 여부
  • 얼마나 많은 데이터 분석이 필요한가(연구 종료 시 결정 가능)

  • 특정 유전자의 변화는 다음과 같은 목적으로 추가 분석될 수 있습니다.
    • 새로운 바이오마커 찾기
    • 치료가 특정 바이오마커에 어떤 영향을 미치는지 확인하십시오.
    • 새로운 종양 유전자 또는 종양 억제 유전자 찾기
    • 약물 표적 찾기
    • 치료가 특정 표적 유전자에 어떤 영향을 미쳤는지 확인하십시오.
  • 특정 유전자 세트의 변화는 다음을 결정하기 위해 추가로 분석될 수 있습니다.
    • 특정 신호 전달 경로가 치료에 어떻게 반응하는가
    • 어떤 세포 유형이 치료에 반응하는가
    • 종양 미세환경 내의 특정 위치가 치료에 의해 어떻게 영향을 받는가
    • 약물 효능 또는 실패에 어떤 세포/분자 구성 요소가 관여하는가


참고문헌

  1. 국립암연구소의 암연구센터. NanoString GeoMX 디지털 공간 프로파일러(DSP). https://genomics.ccr.cancer.gov/technologies/nanostring-geomx-digital-spatial-profiler-dsp/
  2.  GeoMx® 디지털 공간 프로파일러. 나노스트링. https://nanostring.com/products/geomx-digital-spatial-profiler/geomx-dsp-overview/

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