Первая больница Цзилиньского университета 26 июня 2026 года
Технологии пространственной биологии меняют облик современных биомедицинских исследований, позволяя визуализировать клеточную организацию и взаимодействие клеток в интактных тканях. В гепатологии это особенно важно, поскольку такие заболевания печени, как метаболически ассоциированный стеатогепатит (МАСГ), холангиопатия, фиброз и гепатоцеллюлярная карцинома, обусловлены высокой гетерогенностью многоклеточной микросреды. Однако широкое внедрение технологий мультиплексной визуализации по-прежнему сдерживается высокой стоимостью, необходимостью специализированного оборудования и сложных аналитических процессов. В недавнем исследовании, опубликованном в eGastroenterology, доктор Марлен С. Кольхепп, доктор Адриен Гийо и их коллеги описали универсальный метод мультиплексной иммунофлуоресценции (mIF), призванный преодолеть эти трудности. Авторы создали интегрированную платформу, способную анализировать ткани печени и искусственные системы in vitro, используя в основном традиционную флуоресцентную микроскопию и вычислительные инструменты с открытым исходным кодом.
Последовательная мультиплексная иммунофлуоресценция с использованием стандартной лабораторной инфраструктуры
Платформа основана на последовательных циклах окрашивания антителами, визуализации и удаления антител. После каждого этапа визуализации антитела химически элюируются с помощью протокола удаления на основе β-меркаптоэтанола и додецилсульфата натрия, что позволяет последовательно наносить дополнительные маркеры на тот же образец.
Используя этот подход, исследователи продемонстрировали успешное обнаружение примерно 10–15 маркеров в одном образце при сохранении структуры ткани в ходе нескольких циклов окрашивания. Важно отметить, что рабочий процесс был оптимизирован для парафиновых срезов печени, зафиксированных в формалине (FFPE), которые остаются стандартным материалом, используемым в обычных патологоанатомических лабораториях.
Исследование показало, что этот метод позволяет одновременно визуализировать несколько популяций клеток печени, включая гепатоциты, холангиоциты, макрофаги, эндотелиальные клетки и звездчатые клетки печени, тем самым обеспечивая детальную пространственную характеристику микроокружения печени.
Применение мультиплексной визуализации к органоидам и системам «печень на чипе»
Важным нововведением исследования является применение мультиплексной визуализации не только к срезам тканей. Исследователи адаптировали протокол для органоидов внутрипеченочных холангиоцитов, первичных культур клеток печени и современных платформ «печень на чипе».
В органоидах мультиплексная визуализация позволила оценить полярность эпителия, пролиферацию и целостность межклеточных контактов путем одновременного анализа таких маркеров, как CK19, β-катенин, ZO-1, Ki67 и PCNA. В первичных клеточных культурах этот метод позволил пространственно охарактеризовать гепатоциты, макрофаги, эндотелиальные и звездчатые клетки, культивируемые в одной камере.
Платформа также была успешно внедрена в систему «билиарная ниша на чипе», содержащую несколько популяций клеток печени. Это демонстрирует возможность применения многомерного пространственного фенотипирования в искусственных микрофизиологических системах, что приобретает все большее значение для моделирования заболеваний и тестирования лекарств.
CytoPrixm упрощает обработку многомерных изображений
Чтобы справиться со значительной вычислительной нагрузкой, возникающей при последовательной мультиплексной визуализации, авторы разработали CytoPrixm — программный пакет для обработки изображений с открытым исходным кодом.
CytoPrixm объединяет в себе несколько важных функций предварительной обработки, в том числе сшивание изображений, коррекцию фона, выравнивание каналов и регистрацию изображений на основе DAPI. Это программное обеспечение было разработано для снижения ручной работы и повышения воспроизводимости результатов, а также для минимизации необходимости в продвинутых навыках программирования.
Объединяя экспериментальную мультиплексную визуализацию с доступной вычислительной инфраструктурой, платформа призвана способствовать более широкому внедрению методов пространственного фенотипирования в исследовательских лабораториях.
Значение для трансляционной гепатологии
Исследование подчеркивает растущую важность пространственного анализа при изучении заболеваний печени. Мультиплексная визуализация может дать представление о механизмах привлечения иммунных клеток, реакции протоков, фиброгенезе и ремоделировании тканей, а также помочь в подтверждении результатов, полученных на основе данных одноклеточного и пространственного транскриптома.
Важно отметить, что описанный в этом исследовании рабочий процесс делает упор на доступность и масштабируемость, а не на максимальное количество маркеров. Благодаря использованию коммерчески доступных реагентов, стандартных флуоресцентных микроскопов и программного обеспечения с открытым исходным кодом эта платформа может существенно снизить порог входа в исследования в области пространственной биологии.
По мере того как молекулярное профилирование с пространственным разрешением будет все активнее внедряться в трансляционную медицину, адаптируемые и экономичные платформы для визуализации, подобные этой, могут способствовать развитию цифровой патологии нового поколения, стратегий стратификации заболеваний и прецизионной гепатологии.
Источник:
Первая больница Цзилиньского университета
Ссылка на журнал:
Франко Леонарди, Б., и др. (2026). Унифицированная платформа для мультиплексной иммунофлуоресцентной диагностики тканей печени и искусственных моделей. eGastroenterology. DOI: 10.1136/egastro-2026-100379. https://egastroenterology.bmj.com/content/4/2/e100379
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся