一、技术平台概述

GeoMx® Digital Spatial Profiler (DSP) 技术是一种前沿的空间多组学分析平台，能够在完整组织切片中实现对特定感兴趣区域（Region of Interest, ROI）的转录组与蛋白质组进行高精度、无偏倚的数字化定量。该技术通过将经典的免疫荧光染色与创新的寡核苷酸索引技术相结合，为深入解析组织微环境的空间异质性提供了强大工具。本文旨在系统阐述如何通过六个核心步骤，高效地利用DSP技术开展空间生物学研究。

二、实验设计六步法

第一步：明确科学问题与空间假设

在启动实验前，首要任务是定义一个清晰的“空间问题”。研究者应聚焦于组织特定区域或细胞群体在生理或病理状态下的空间分布与功能差异。建议通过以下问题进行自我审视以明确研究目标：

  研究的核心是验证一个特定的空间生物学假说，还是旨在探索组织的异质性以发现新现象？

  是比较不同样本（如疾病 vs. 正常）的相同区域，还是在同一样本内比较不同区域（如肿瘤核心、浸润边缘、邻近基质）？

  是否存在特定的关键细胞类型，需要解析其在不同组织区域中的分布模式与分子表达特征？

  是否以特定的组织病理学特征（如肿瘤浸润边界、淀粉样斑块等）作为ROI划分的依据？

   示例：探究CD45+免疫细胞在乳腺癌组织不同空间区室（肿瘤核心、肿瘤边缘、邻近基质）中的基因表达谱差异。

第二步：确定分析模态——转录组、蛋白质组或多组学整合

根据所定义的科学问题，选择最合适的分析模态。DSP平台提供灵活的检测方案：

  全转录组分析：适用于无偏倚地探索基因表达变化。

  蛋白质组分析：适用于验证已知通路或分析翻译后修饰。

  多组学整合分析：可在单一样本上同时进行RNA和蛋白质检测，实现数据关联与互补验证。

  示例：对人类结直肠癌FFPE组织切片进行空间全转录组分析。

第三步：筛选与优化形态学标记物

形态学标记物的选择是DSP实验成功的基础，其作用在于可视化组织结构并指导ROI的精确圈选。一个标准的DSP实验最多可使用四种荧光标记：

  核染料：如SYTO 13，用于标识所有细胞核。

  特异性标记物：另外三种通常为针对特定细胞类型或状态（如免疫细胞、上皮细胞、神经元等）的抗体或探针。平台提供针对人类或小鼠的肿瘤、神经科学等领域的商业化标记试剂盒。

  示例：使用包含CD45（免疫细胞）、PanCK（上皮细胞）和SYTO 13（细胞核）的实体瘤形态学标记试剂盒对结肠癌组织进行染色，从而清晰区分腺瘤区域(PanCK+)与肿瘤微环境(PanCK-)。

第四步：制定ROI圈选策略

基于清晰的形态学图像，需要制定系统性的ROI圈选策略。DSP平台支持多种策略以适应不同的研究需求：

  几何圈选：根据组织形态学边界进行划分。

  细胞亚型圈选：基于特定细胞标记物的表达进行圈选。

  等高线圈选：用于分析表达水平的梯度变化。

  网格分析：用于无偏见的全局扫描。

  稀有细胞圈选：针对低丰度细胞群体进行富集分析。

  实验设计建议：

    为确保统计效力，每种类型的ROI建议至少设置6个重复。

    为保证数据质量与灵敏度，每个用于RNA分析的ROI应至少包含100个细胞，用于蛋白质分析的ROI应至少包含50个细胞。

  示例：在乳腺癌切片中，分别对肿瘤内(PanCK+ CD45±)、浸润边缘和间质(PanCK- CD45+)的CD45+区域采用几何圈选策略。

第五步：规划数据分析与比较框架

在实验开始前，预先规划好数据分析中的比较组别至关重要，这有助于优化实验设计并减少技术误差。需明确：

  哪些ROI组别将进行相互比较（例如，肿瘤核心 vs. 肿瘤边缘）。

  确保进行比较的ROI组在面积、细胞数量和组织类型上具有可比性。

第六步：开展预实验以优化条件

在开始大规模正式实验之前，强烈建议进行预实验。通过小规模测试，可以：

  验证形态学标记物染色的特异性和效果。

  确认ROI圈选策略的可行性。

  优化实验流程中的各项参数（如曝光时间、探针浓度等）。

  评估数据产出质量，为后续实验的顺利开展奠定坚实基础。

三、总结与展望

遵循上述六个系统性步骤——从明确空间生物学问题出发，到选择分析模态、优化形态学标记、制定圈选策略，再到预先规划数据分析框架并最终通过预实验验证——研究者能够为DSP空间多组学研究构建一个严谨、高效的实验设计。这套方法论不仅确保了实验技术的顺利实施，更保障了最终所获数据的科学价值与可靠性。

随着空间生物学领域的飞速发展，DSP技术因其高复用、高灵敏及数字化定量的特点，正日益成为解析组织微环境复杂性、揭示疾病机制及发现生物标志物的核心工具。通过精心的实验设计和严谨的执行，研究者必将能利用这一强大平台，在肿瘤学、神经科学、免疫学等多个前沿领域取得突破性发现。

四、DSP空间多组学相关技术服务哪里有？

乐备实（LabEx）提供DSP空间多组学相关技术服务

乐备实是国内专注于提供高质量蛋白检测以及组学分析服务的实验服务专家，自2018年成立以来，乐备实不断寻求突破，公司的服务技术平台已扩展到单细胞测序、空间多组学、流式检测、超敏电化学发光、Luminex多因子检测、抗体芯片、PCR Array、ELISA、Elispot、PLA蛋白互作、多色免疫组化、DSP空间多组学等30多个，建立起了一套涵盖基因、蛋白、细胞以及组织水平实验的完整检测体系。

 
我们可提供从样本运输、储存管理、样本制备、样本检测到检测数据分析的全流程服务。凭借严格的实验室管理流程、标准化实验室操作、原始数据储存体系以及实验项目管理系统，已经为超过3000家客户单位提供服务，年检测样本超过100万，受到了广大客户的信任与支持。