CellScape 超分辨空间原位单细胞蛋白成像系统

CellScape 超分辨空间原位单细胞蛋白成像系统是一种开放性显微成像平台，可在单细胞水平、组织空间原位对超多重蛋白质进行高分辨率成像和精准定量。以下是其详细介绍：

功能特点：

超高分辨率：拥有 182nm/pixel 数字采样分辨率，能清晰显示细胞边界，还可呈现亚细胞结构细节，有助于深入研究细胞内蛋白质分布与功能关系。

精准定量：采用高动态范围（HDR）图像采集流程，可同时兼顾高表达和低表达蛋白靶标检测。通过 HDR 多曝光融合技术，能在同一成像区域准确描绘出表达量极低和高的细胞，避免过饱和现象，实现精准的空间表型定量分析。

超大成像面积：每张玻片最大成像面积达 710mm2（44mm×16mm），可容纳大型组织切片，支持对大面积组织样本进行整体观察，便于研究组织异质性，分析不同区域细胞及蛋白表达差异。

超多重蛋白检测：基于近乎不设限的染色和成像循环，可实现超多重生物标志物检测，理论上能检测的蛋白种类几乎不受限制，可满足复杂生物学问题研究需求。

试剂开放灵活：EpicIF 化学原理使其与几乎所有供应商的荧光标记抗体兼容，可使用罗丹明、Cy 或 BODIPY 家族等有机染料。用户既可用自己的标记物，也可从 350 多种验证抗体中选择，还能使用即用型多重抗体检测试剂盒。

样本类型多样：兼容石蜡包埋福尔马林固定（FFPE）组织、新鲜冷冻（FF）组织、组织微阵列（TMA）和细胞悬浮液制品等，方便研究者利用不同来源样本开展研究。

可重复检测：检测过程是非破坏性的，借助全切片成像芯片和存储试剂，可将样本密封冷藏保存。之后能在不同时期，使用相同或新靶标对同一样本再次检测，随着研究深入可不断增加检测靶标，实现更全面的超多重空间蛋白分析。

全自动超多重：一次运行可放置 4 张玻片，结合自动化微流控设计，能全自动进行循环染色、成像和信号移除，可 24 小时连续采集数据，提高实验效率，减少人工操作误差。

分析灵活：提供标准的 OME - TIFF 数据输出文件，可兼容开源的空间分析流程或商业化分析工具，方便研究者根据需求选择合适分析方法，具有数据分析的多样性和灵活性。

可拓展的多组学方案：支持在同一样本上结合多种基于荧光的检测方法，如免疫荧光（IF）、RNA 原位杂交（RNA - ISH）等，还提供空间免疫分析试剂盒、空间组织结构检测试剂盒等多种配套检测方案，满足不同研究需求。

技术原理：核心技术为 ChipCytometry，整合了样品存储技术、多重多通道检测技术和基于图像的单细胞分析方法。利用光漂白技术，可在同一样本上进行多轮、序列式的染色和淬灭。每轮染色后，通过光漂白消除荧光背景，再进行下一轮染色，不同轮次使用不同荧光标记的抗体。由于荧光通道相互独立，可杜绝传统荧光串色交叉干扰的影响，从而实现对多种生物标志物的高分辨率成像和定量分析。

分析流程：首先将样本进行固定等预处理，制成适合检测的组织切片或细胞悬液。然后将样本放置在仪器中，利用 CellScape 的 EpicIF 工作流程，进行多循环的多重染色，可根据研究需求选择合适的抗体组合，还能结合 RNA - FISH 和 mIF 联合检测。染色过程由仪器自动控制，完成染色后，通过自动化扫描成像，采集荧光信号，获得高分辨率图像。最后，将获得的图像数据以 OME - TIFF 格式输出，利用基于云计算的分析平台或开源分析工具，对数据进行分析，可将图像数据转换成定量的流式点图，对样本中的每个细胞进行表型分析，得到蛋白表达水平、定位及细胞间相互作用等信息。

应用领域：

免疫学：可用于研究免疫细胞在组织中的分布、不同免疫细胞亚群之间的相互作用，以及免疫细胞与Tumour细胞或其他细胞的相互作用关系等，有助于深入了解免疫应答机制、Tumour免疫逃逸机制等，为Immunotherapy策略的开发提供理论依据。

Tumour学：能够分析Tumour微环境中各种细胞类型的空间分布和蛋白表达特征，研究Tumour细胞的异质性、Tumour血管生成、Tumour侵袭和转移相关蛋白的表达与定位等，有助于发现新的Tumour生物标志物和治疗靶点，为Tumour的精准诊断和治疗提供支持。

神经生物学：可用于研究神经系统中神经元和胶质细胞的空间分布、神经递质相关蛋白的表达定位，以及神经系统疾病相关蛋白的异常表达情况等，有助于揭示神经系统疾病的发病机制，为疾病的诊断和治疗提供新思路。

应用案例：

Tumour异质性研究：在头颈鳞状细胞癌（HNSCC）研究中，通过 CellScape 超多重空间单细胞原位成像技术，对 835,823 个单细胞进行分析，聚类成 14 种细胞亚型。依据细胞类型和空间关系，可将Tumour分为 4 个异质性区域，每个区域包含不同的免疫、增殖、血管细胞亚型。如 CD68 + 巨噬细胞和 CD8+T 细胞在Tumour异质性区域 3 中的占比显著减少，且该区域几乎不表达促凋亡蛋白 BAK，提示此区域Tumour细胞处于活跃状态，不易受 T 细胞杀伤，可能是Tumour耐药和复发的关键区域，为 HNSCC 的治疗和预后提供了重要策略。

乳腺癌细胞图谱绘制：有研究使用空间单细胞蛋白组学技术对来自 132 例女性手术患者的 220 个乳腺组织样本进行分析，借助 CellScape 等相关技术解析了乳腺组织中的上皮细胞、免疫细胞、成纤维细胞、脂肪细胞等多种细胞分布，绘制出了样本量较多、较为全面的人类乳腺细胞图谱，为乳腺癌相关研究提供了基础数据。

阿尔茨海默症研究：Orr 研究小组使用 CellScape 平台对阿尔茨海默症大脑斑块成像，结合 GeoMx DSP 和 CosMx 单细胞空间原位分子成像技术，筛选出 68 个生物标记物。CellScape 的高分辨率和高动态范围成像功能，有助于评估早期研究中感兴趣的靶标子集，以更透彻地观察相关蛋白质，揭示了磷酸化 tau 与淀粉样蛋白斑块等其他病理现象之间的空间关系，为了解阿尔茨海默症的病理学特征和机制提供了新见解。

肠道疾病研究：有研究使用空间原位单细胞蛋白组学技术（与 CellScape 技术原理类似，均涉及空间单细胞蛋白检测）对 8 个不同肠道部位进行了单细胞组织结构分析，揭示了肠道组织中细胞组成的巨大差异，最终将肠道疾病与特定细胞亚型结合，深度分析了疾病与细胞的空间关系，为肠道疾病研究奠定了基础。

在 2025 年 AACR 海报中，有研究利用 CellScape 针对 FFPE 样本研究 CAR - T 细胞在实体瘤中的特征及变化。研究人员结合多色免疫荧光与无蛋白酶 HCR Gold RNA - FISH 技术，对小鼠异种移植瘤的 FFPE 样本进行检测。发现 CD8 CAR - T 细胞通常位于Tumour细胞较远的位置，而 CD4 CAR - T 细胞则直接与Tumour细胞关联，且 CD4 CAR - T 细胞周围颗粒酶 B 表达丰富，为深入理解 CAR - T 细胞在实体瘤中的作用机制提供了空间层面的证据，有助于开发更有效的 CAR - T 细胞治疗策略。

检测原理：基于抗原 - 抗体特异性结合原理，用荧光标记的抗体与组织切片或细胞中的目标蛋白结合，通过 ChipCytometry 技术进行多轮免疫荧光染色成像。每轮染色后利用光漂白技术去除荧光信号，再进行下一轮染色，使用不同荧光标记的抗体依次检测不同的目标蛋白。最后根据荧光信号的位置和强度，确定目标蛋白在细胞及组织中的分布和表达量，从而实现对超多重蛋白质的空间原位检测和分析。

优势：

高分辨率与精准定量：与传统方法相比，CellScape 具有更高的分辨率，能达到单细胞甚至亚细胞水平，可提供更详细的蛋白质分布信息。同时，HDR 成像技术确保了对高表达和低表达蛋白的精准定量，数据质量更高。

超多重检测能力：突破了传统方法检测蛋白种类的限制，理论上可检测几乎无限种生物标志物，能更全面地反映组织细胞的生物学特性，有助于发现复杂生物过程中的关键分子和信号通路。

高通量与自动化：自动化程度高，可 24 小时连续采集数据，且一次可处理多张玻片，通量大幅提升。相比手动操作的检测方法，不仅缩短了实验时间，还减少了人为误差，适合大规模临床病理研究和基础生物学研究。

灵活性与开放性：试剂开放，兼容多种抗体和染料，用户可根据研究需求灵活设计检测方案。数据输出格式兼容多种分析工具，方便不同实验室根据自身情况选择合适的分析方法，提高了实验的可操作性和数据的可分析性。

相关文献资料：

《【2025AACR 海报】基于 CellScape 多组学空间表型技术探究 CAR - T 在实体瘤免疫微环境中的特征及变化》：该文献介绍了利用 CellScape 针对 FFPE 样本对 CAR - T 细胞在实体瘤中的特征及变化进行的研究。研究人员在 CellScape 上综合利用 HCR RNA - FISH 探针和 mIF，检测不同 CAR - T 细胞靶点及组织微环境状态和细胞间相互作用。结果显示，CD4 CAR - T 细胞与Tumour细胞关联，且周围颗粒酶 B 丰富表达，表明 CellScape 可用于研究 CAR - T 细胞与Tumour微环境的关系，为 CAR - T 细胞治疗实体瘤相关研究提供了方法和思路。

《【新品发布】canopy 公司推出新一代微环境多靶标蛋白分析系统 cellscape™，与上代产品相比，相同时间内可获得两倍的数据量，且图像分辨率更高》1：文章介绍了 CellScape 于 2022 年 3 月推出，它保留了 ZellScannerONE 核心技术 ChipCytometry 的单细胞分辨率等特点，同时集成高速成像、全自动化等优势。其核心技术 ChipCytometry 利用 Photo - bleaching 技术可在单个样本上测量几乎无限种生物标志物，且荧光通道相互独立。硬件方面，自动液体处理和连续采集样本架可 24 小时连续采集数据，光学系统可使视野范围更大、图像分辨率更高，还可将图像数据转换成定量的流式点图进行细胞表型分析，可广泛应用于基础科学研究等多个领域。

《Cancer Cell 最新综述：空间组学在Tumour研究中的应用及其临床转化的潜能和展望》4：文中提及 CellScape 是商品化的空间组学技术之一，可检测多达 30 种蛋白靶标。文章总结了常用空间技术的优势和不足，强调了空间数据分析中细胞分割的重点和难点。同时列举了空间组学技术在Tumour微环境中的研究应用，如发现新的细胞互作作为治疗靶点、发现新的空间标志物等，体现了 CellScape 等空间技术在Tumour研究中的重要性。

除了前面提到的《Nature Methods 年度方法「正当时」》和《【2025AACR 海报】基于 CellScape 多组学空间表型技术探究 CAR - T 在实体瘤免疫微环境中的特征及变化》，《Bruker Spatial Biology 空间家族：【CellScape 篇】空间蛋白分析的 “六边形战士”》详细介绍了 CellScape 的功能特点、技术优势等内容。《新品发布】canopy 公司推出新一代微环境多靶标蛋白分析系统 cellscape™，与上代产品相比，相同时间内可获得两倍的数据量，且图像分辨率更高》则重点介绍了 CellScape 相对于上代产品的改进之处以及核心技术原理等。