CellScape 超分辨空間原位單細胞蛋白成像系統

CellScape 超分辨空間原位單細胞蛋白成像系統是一種開放性顯微成像平臺，可在單細胞水平、組織空間原位對超多重蛋白質進行高分辨率成像和精準定量。以下是其詳細介紹：

功能特點：

超高分辨率：擁有 182nm/pixel 數字采樣分辨率，能清晰顯示細胞邊界，還可呈現亞細胞結構細節，有助于深入研究細胞內蛋白質分布與功能關系。

精準定量：采用高動態范圍（HDR）圖像采集流程，可同時兼顧高表達和低表達蛋白靶標檢測。通過 HDR 多曝光融合技術，能在同一成像區域準確描繪出表達量極低和高的細胞，避免過飽和現象，實現精準的空間表型定量分析。

超大成像面積：每張玻片最大成像面積達 710mm2（44mm×16mm），可容納大型組織切片，支持對大面積組織樣本進行整體觀察，便于研究組織異質性，分析不同區域細胞及蛋白表達差異。

超多重蛋白檢測：基于近乎不設限的染色和成像循環，可實現超多重生物標志物檢測，理論上能檢測的蛋白種類幾乎不受限制，可滿足復雜生物學問題研究需求。

試劑開放靈活：EpicIF 化學原理使其與幾乎所有供應商的熒光標記抗體兼容，可使用羅丹明、Cy 或 BODIPY 家族等有機染料。用戶既可用自己的標記物，也可從 350 多種驗證抗體中選擇，還能使用即用型多重抗體檢測試劑盒。

樣本類型多樣：兼容石蠟包埋福爾馬林固定（FFPE）組織、新鮮冷凍（FF）組織、組織微陣列（TMA）和細胞懸浮液制品等，方便研究者利用不同來源樣本開展研究。

可重復檢測：檢測過程是非破壞性的，借助全切片成像芯片和存儲試劑，可將樣本密封冷藏保存。之后能在不同時期，使用相同或新靶標對同一樣本再次檢測，隨著研究深入可不斷增加檢測靶標，實現更全面的超多重空間蛋白分析。

全自動超多重：一次運行可放置 4 張玻片，結合自動化微流控設計，能全自動進行循環染色、成像和信號移除，可 24 小時連續采集數據，提高實驗效率，減少人工操作誤差。

分析靈活：提供標準的 OME - TIFF 數據輸出文件，可兼容開源的空間分析流程或商業化分析工具，方便研究者根據需求選擇合適分析方法，具有數據分析的多樣性和靈活性。

可拓展的多組學方案：支持在同一樣本上結合多種基于熒光的檢測方法，如免疫熒光（IF）、RNA 原位雜交（RNA - ISH）等，還提供空間免疫分析試劑盒、空間組織結構檢測試劑盒等多種配套檢測方案，滿足不同研究需求。

技術原理：核心技術為 ChipCytometry，整合了樣品存儲技術、多重多通道檢測技術和基于圖像的單細胞分析方法。利用光漂白技術，可在同一樣本上進行多輪、序列式的染色和淬滅。每輪染色后，通過光漂白消除熒光背景，再進行下一輪染色，不同輪次使用不同熒光標記的抗體。由于熒光通道相互獨立，可杜絕傳統熒光串色交叉干擾的影響，從而實現對多種生物標志物的高分辨率成像和定量分析。

分析流程：首先將樣本進行固定等預處理，制成適合檢測的組織切片或細胞懸液。然后將樣本放置在儀器中，利用 CellScape 的 EpicIF 工作流程，進行多循環的多重染色，可根據研究需求選擇合適的抗體組合，還能結合 RNA - FISH 和 mIF 聯合檢測。染色過程由儀器自動控制，完成染色后，通過自動化掃描成像，采集熒光信號，獲得高分辨率圖像。最后，將獲得的圖像數據以 OME - TIFF 格式輸出，利用基于云計算的分析平臺或開源分析工具，對數據進行分析，可將圖像數據轉換成定量的流式點圖，對樣本中的每個細胞進行表型分析，得到蛋白表達水平、定位及細胞間相互作用等信息。

應用領域：

免疫學：可用于研究免疫細胞在組織中的分布、不同免疫細胞亞群之間的相互作用，以及免疫細胞與Tumour細胞或其他細胞的相互作用關系等，有助于深入了解免疫應答機制、Tumour免疫逃逸機制等，為Immunotherapy策略的開發提供理論依據。

Tumour學：能夠分析Tumour微環境中各種細胞類型的空間分布和蛋白表達特征，研究Tumour細胞的異質性、Tumour血管生成、Tumour侵襲和轉移相關蛋白的表達與定位等，有助于發現新的Tumour生物標志物和治療靶點，為Tumour的精準診斷和治療提供支持。

神經生物學：可用于研究神經系統中神經元和膠質細胞的空間分布、神經遞質相關蛋白的表達定位，以及神經系統疾病相關蛋白的異常表達情況等，有助于揭示神經系統疾病的發病機制，為疾病的診斷和治療提供新思路。

應用案例：

Tumour異質性研究：在頭頸鱗狀細胞癌（HNSCC）研究中，通過 CellScape 超多重空間單細胞原位成像技術，對 835,823 個單細胞進行分析，聚類成 14 種細胞亞型。依據細胞類型和空間關系，可將Tumour分為 4 個異質性區域，每個區域包含不同的免疫、增殖、血管細胞亞型。如 CD68 + 巨噬細胞和 CD8+T 細胞在Tumour異質性區域 3 中的占比顯著減少，且該區域幾乎不表達促凋亡蛋白 BAK，提示此區域Tumour細胞處于活躍狀態，不易受 T 細胞殺傷，可能是Tumour耐藥和復發的關鍵區域，為 HNSCC 的治療和預后提供了重要策略。

乳腺癌細胞圖譜繪制：有研究使用空間單細胞蛋白組學技術對來自 132 例女性手術患者的 220 個乳腺組織樣本進行分析，借助 CellScape 等相關技術解析了乳腺組織中的上皮細胞、免疫細胞、成纖維細胞、脂肪細胞等多種細胞分布，繪制出了樣本量較多、較為全面的人類乳腺細胞圖譜，為乳腺癌相關研究提供了基礎數據。

阿爾茨海默癥研究：Orr 研究小組使用 CellScape 平臺對阿爾茨海默癥大腦斑塊成像，結合 GeoMx DSP 和 CosMx 單細胞空間原位分子成像技術，篩選出 68 個生物標記物。CellScape 的高分辨率和高動態范圍成像功能，有助于評估早期研究中感興趣的靶標子集，以更透徹地觀察相關蛋白質，揭示了磷酸化 tau 與淀粉樣蛋白斑塊等其他病理現象之間的空間關系，為了解阿爾茨海默癥的病理學特征和機制提供了新見解。

腸道疾病研究：有研究使用空間原位單細胞蛋白組學技術（與 CellScape 技術原理類似，均涉及空間單細胞蛋白檢測）對 8 個不同腸道部位進行了單細胞組織結構分析，揭示了腸道組織中細胞組成的巨大差異，最終將腸道疾病與特定細胞亞型結合，深度分析了疾病與細胞的空間關系，為腸道疾病研究奠定了基礎。

在 2025 年 AACR 海報中，有研究利用 CellScape 針對 FFPE 樣本研究 CAR - T 細胞在實體瘤中的特征及變化。研究人員結合多色免疫熒光與無蛋白酶 HCR Gold RNA - FISH 技術，對小鼠異種移植瘤的 FFPE 樣本進行檢測。發現 CD8 CAR - T 細胞通常位于Tumour細胞較遠的位置，而 CD4 CAR - T 細胞則直接與Tumour細胞關聯，且 CD4 CAR - T 細胞周圍顆粒酶 B 表達豐富，為深入理解 CAR - T 細胞在實體瘤中的作用機制提供了空間層面的證據，有助于開發更有效的 CAR - T 細胞治療策略。

檢測原理：基于抗原 - 抗體特異性結合原理，用熒光標記的抗體與組織切片或細胞中的目標蛋白結合，通過 ChipCytometry 技術進行多輪免疫熒光染色成像。每輪染色后利用光漂白技術去除熒光信號，再進行下一輪染色，使用不同熒光標記的抗體依次檢測不同的目標蛋白。最后根據熒光信號的位置和強度，確定目標蛋白在細胞及組織中的分布和表達量，從而實現對超多重蛋白質的空間原位檢測和分析。

優勢：

高分辨率與精準定量：與傳統方法相比，CellScape 具有更高的分辨率，能達到單細胞甚至亞細胞水平，可提供更詳細的蛋白質分布信息。同時，HDR 成像技術確保了對高表達和低表達蛋白的精準定量，數據質量更高。

超多重檢測能力：突破了傳統方法檢測蛋白種類的限制，理論上可檢測幾乎無限種生物標志物，能更全面地反映組織細胞的生物學特性，有助于發現復雜生物過程中的關鍵分子和信號通路。

高通量與自動化：自動化程度高，可 24 小時連續采集數據，且一次可處理多張玻片，通量大幅提升。相比手動操作的檢測方法，不僅縮短了實驗時間，還減少了人為誤差，適合大規模臨床病理研究和基礎生物學研究。

靈活性與開放性：試劑開放，兼容多種抗體和染料，用戶可根據研究需求靈活設計檢測方案。數據輸出格式兼容多種分析工具，方便不同實驗室根據自身情況選擇合適的分析方法，提高了實驗的可操作性和數據的可分析性。

相關文獻資料：

《【2025AACR 海報】基于 CellScape 多組學空間表型技術探究 CAR - T 在實體瘤免疫微環境中的特征及變化》：該文獻介紹了利用 CellScape 針對 FFPE 樣本對 CAR - T 細胞在實體瘤中的特征及變化進行的研究。研究人員在 CellScape 上綜合利用 HCR RNA - FISH 探針和 mIF，檢測不同 CAR - T 細胞靶點及組織微環境狀態和細胞間相互作用。結果顯示，CD4 CAR - T 細胞與Tumour細胞關聯，且周圍顆粒酶 B 豐富表達，表明 CellScape 可用于研究 CAR - T 細胞與Tumour微環境的關系，為 CAR - T 細胞治療實體瘤相關研究提供了方法和思路。

《【新品發布】canopy 公司推出新一代微環境多靶標蛋白分析系統 cellscape™，與上代產品相比，相同時間內可獲得兩倍的數據量，且圖像分辨率更高》1：文章介紹了 CellScape 于 2022 年 3 月推出，它保留了 ZellScannerONE 核心技術 ChipCytometry 的單細胞分辨率等特點，同時集成高速成像、全自動化等優勢。其核心技術 ChipCytometry 利用 Photo - bleaching 技術可在單個樣本上測量幾乎無限種生物標志物，且熒光通道相互獨立。硬件方面，自動液體處理和連續采集樣本架可 24 小時連續采集數據，光學系統可使視野范圍更大、圖像分辨率更高，還可將圖像數據轉換成定量的流式點圖進行細胞表型分析，可廣泛應用于基礎科學研究等多個領域。

《Cancer Cell 最新綜述：空間組學在Tumour研究中的應用及其臨床轉化的潛能和展望》4：文中提及 CellScape 是商品化的空間組學技術之一，可檢測多達 30 種蛋白靶標。文章總結了常用空間技術的優勢和不足，強調了空間數據分析中細胞分割的重點和難點。同時列舉了空間組學技術在Tumour微環境中的研究應用，如發現新的細胞互作作為治療靶點、發現新的空間標志物等，體現了 CellScape 等空間技術在Tumour研究中的重要性。

除了前面提到的《Nature Methods 年度方法「正當時」》和《【2025AACR 海報】基于 CellScape 多組學空間表型技術探究 CAR - T 在實體瘤免疫微環境中的特征及變化》，《Bruker Spatial Biology 空間家族：【CellScape 篇】空間蛋白分析的 “六邊形戰士”》詳細介紹了 CellScape 的功能特點、技術優勢等內容。《新品發布】canopy 公司推出新一代微環境多靶標蛋白分析系統 cellscape™，與上代產品相比，相同時間內可獲得兩倍的數據量，且圖像分辨率更高》則重點介紹了 CellScape 相對于上代產品的改進之處以及核心技術原理等。