NanoString DSP研究範例分享

       胰臟癌是一種高度惡性腫瘤，最常見的類型為胰管腺癌（PDAC）。由於胰臟癌早期症狀不明顯，且缺乏有效的早期診斷標記，大多數患者在確診時已處於晚期。目前已知90%的胰管腺癌患者均帶有致癌性 KRAS 突變，然而單一的 KRAS 突變不足以驅動癌前病變細胞進一步進展為惡性腫瘤，顯示還有其他因素共同參與在細胞癌化過程中。為了探討上皮細胞與腫瘤微環境之間的相互作用在胰管腺癌中的重要性，由沈延盛院長率領的台南抗癌國家隊使用 NanoString DSP 進行組織數位空間基因體分析。首先，使用 PanCK 和 CD45 分別標記出組織中的上皮細胞與免疫細胞，並在儀器上選取特定區域（圖一）。接著，透過儀器配備的電子分光鏡精確擷取每個區域的寡核苷酸，並搭配 Illumina NGS進行定序分析，從中得到各區域內的基因表達數據。分析結果顯示，巨噬細胞是CD45⁺細胞群中的主要族群，且是 TIMP-1 的主要來源（圖二左）。進一步分析發現，M2型巨噬細胞的TIMP-1表現顯著高於M1型巨噬細胞（圖二右），顯示 TIMP-1 主要來自促腫瘤的M2型巨噬細胞。結合其他臨床數據進行分析後，結果顯示TIMP-1/CD63的高表達與KRAS、VEGF-C、CD274（PD-L1）及 M2 巨噬細胞標誌物（CD163、MSR1、MRC1）呈現高度相關性（圖三）。這些分析結果說明，TIMP-1/CD63的訊號傳遞維持了巨噬細胞與胰臟癌細胞之間的惡性循環，並在疾病進展中扮演了關鍵角色。此項研究成果已刊登在今年1月份的國際頂尖期刊《分子腫瘤》（Molecular Cancer; IF: 27.7）上。

       本研究展現了 NanoString DSP 在協助研究上的潛力，它不僅能精確定位腫瘤微環境中的特定細胞群，還能解析其基因表達與相互作用。對此沈院長也表示，了解胰臟癌腫瘤微環境內各種細胞間的相互影響，對於未來開發阻斷策略、提高早期診斷率及改善患者預後具有重要意義。我們相信，未來透過運用NanoString DSP進行更多的組織分析，將有助於發現更多關鍵的調控機制，並為個人化治療策略提供更加具體的方向。

圖一、NanoString DSP分析流程圖。利用PanCK(綠)、CD45(紅)及SYTO13(藍)分別標示出組織上的上皮細胞、免疫細胞及細胞核後，在儀器上圈選出特定區域(ROI)，並收集各ROI上的寡核苷酸進行後續分析。

圖二、使用xCell進行細胞類型富集分析，分析各ROI中CD45⁺免疫細胞群體內的細胞種類。結果顯示巨噬細胞占比最高，且為主要的TIMP-1來源(左)，而在巨噬細胞中又以M2類型為主(右)。

圖三、TIMP-1/CD63的高表達與腫瘤分期、分化、轉移、治療反應等，以及KRAS、VEGF-C、CD274（PD-L1）以及M2巨噬細胞標記（CD163、MSR1、MRC1）均呈現高度相關性​。

參考文獻：

Wang CA, Hou YC, Hong YK, Tai YJ, Shen C, Hou PC, Fu JL, Wu CL, Cheng SM, Hwang DY, Su YY, Shan YS, Tsai SJ. Intercellular TIMP-1-CD63 signaling directs the evolution of immune escape and metastasis in KRAS-mutated pancreatic cancer cells. Mol Cancer. 2025;24:25. doi: 10.1186/s12943-024-02207-4.