肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）是肿瘤细胞生长和转移的"土壤"，其中成纤维细胞是构成这一微环境的关键细胞类型之一。成纤维细胞通过分泌多种细胞因子和基质组分，对肿瘤的发展、侵袭和转移起到至关重要的作用。近年来，随着对肿瘤微环境认识的深入，人们越来越意识到成纤维细胞亚群在肿瘤进展中的多样性和复杂性。特别是在肝细胞癌（Hepatocellular Carcinoma, HCC）中，成纤维细胞的特定亚群——癌症相关成纤维细胞（Cancer-Associated Fibroblasts, CAFs）——与肿瘤干细胞特性的关联，为肿瘤治疗提供了新的视角和靶点。揭示CAFs在空间上的分布特征及其与肿瘤细胞的相互作用，对于理解肿瘤生物学行为、制定有效的治疗策略具有重要意义。
近日，东方肝胆医院王红阳院士课题组等发表题为“Spatial multiomics reveals a subpopulation of fibroblasts associated with cancer stemness in human hepatocellular carcinoma”的文章，研究人员在肝癌中鉴定出一个 CAF 亚群 F5-CAF，该亚群与癌症干性和不良预后相关。
在本文中，研究者们采用了TissueGnostics公司的Tissue Cytometry技术，对HCC样本进行了深入的空间多组学分析。
在这篇综合性研究文章中，Tissue Cytometry技术的应用对于揭示肿瘤微环境中成纤维细胞亚群的复杂性至关重要。TissueFAXS Spectra系统作为一项创新的全景多光谱成像技术，它通过高分辨率的连续光谱扫描，捕捉到了来自多重免疫荧光染色样本的复杂数据。这种技术使得研究人员能够在组织切片上同时检测和区分多个标记，每个标记都用不同的荧光信号表示，用于分析肿瘤微环境中成纤维细胞的空间分布和表达模式，特别是新鉴定的F5-CAF亚群。通过这种成像技术，研究人员能够观察到F5-CAF在肿瘤巢内和周围的聚集，以及它们与具有更高干性的肿瘤细胞的共定位。
实验部分
作为Tissue Cytometry技术的分析软件StrataQuest，是一个强大的图像分析和数据解释工具，使用先进的算法来处理和分析从TissueFAXS系统获得的多光谱图像数据。它允许研究人员通过AI辅助，将肿瘤分割成实质区域和基质区域，这对于理解肿瘤微环境中不同细胞群体的空间关系至关重要。此外，StrataQuest软件还能够进行细胞类型注释，通过识别和量化特定细胞标记的表达，帮助研究人员识别和区分不同的细胞亚群，如肿瘤细胞、成纤维细胞和其他免疫细胞。
在这项研究中，StrataQuest软件的另一个关键应用是进行细胞状态数据量化。这些量化分析提供了对肿瘤微环境中细胞状态异质性的深入了解，特别是F5-CAF与其他细胞类型之间的相互作用和共定位。通过这些量化数据，研究人员能够判断与肿瘤干细胞特性相关的特定细胞状态，并进一步探索它们在肿瘤发展中的作用。
此外，StrataQuest软件还用于风险评分分析，基于特定基因的表达水平，计算与F5-CAF相关的风险评分，以评估其对患者预后的影响。这种分析有助于揭示F5-CAF在肿瘤进展中的潜在作用，并可能为未来的治疗策略提供新的靶点。
Figure 1 HCC 患者中的 F5-CAF 与不良预后相关。
（A）肝细胞癌 (HCC) 组织微阵列 (TMA) 多重免疫荧光 (mIF) 染色的实验工作流程。
（C）使用 mIF 获得肿瘤核心组织的代表性图像。白色箭头所示的梭形细胞是所有五种标记物均呈阳性的成纤维细胞。
Figure 2 HCC 界面区域的代表性 mIF 图像
作为新兴的空间多组学研究体系中的一员，Tissue Cytometry技术在空间多组学分析中展现出了其独特的优势。
空间多组学研究中首先要保证原位空间信息的完整可靠，Tissue Cytometry技术兼容常规组织切片，首先确保了组织结构的完整性，使得研究人员能够在接近自然状态下观察细胞间的相互作用。
其次，Tissue Cytometry技术通过经典的显微成像光路和定位拍摄获得了高分辨率成像能力，为识别和量化肿瘤微环境中的细胞异质性提供了可能；结合软件的强大分析功能，研究人员能够对大规模的图像数据进行快速准确的处理，从而在分子水平上揭示肿瘤微环境的复杂性。这种技术的应用不仅加速了对肿瘤微环境的理解，也为开发新的治疗策略提供了重要的信息。
随着研究的深入，TissueFAXS系统的StrataQuest软件在揭示肿瘤微环境中成纤维细胞亚群的作用，特别是在HCC中与肿瘤干细胞特性相关的CAFs亚群的研究中，展现出了巨大的潜力。这些技术不仅能够帮助科学家们更好地理解肿瘤的复杂性，也为未来的肿瘤治疗提供了新的方向。
总的来说，Tissue Cytometry技术的应用，为研究人员提供了一个强大的工具，用于深入分析肿瘤微环境中肿瘤相关成纤维细胞的空间分布和相互作用。这些技术的联合应用不仅增进了研究者们对肿瘤微环境的理解，而且为开发新的治疗策略提供了重要的信息。通过这种深入的空间多组学分析，研究人员能够揭示肿瘤微环境中细胞亚群的复杂性，并为肿瘤治疗提供了新的视角和靶点。
