组织芯片
产品描述
案例解析
结果展示
送样须知
Q&A
①技术介绍
组织芯片(Tissue Microarray, TMA)是将数十至上千个不同组织样本,按照预设排列模式精准集成于同一载玻片上的新型生物芯片技术。该技术可实现多样本、多靶点的同步检测与分析,高效挖掘组织样本中的分子特征、蛋白表达及基因变异关联,为疾病机制研究、药物靶点筛选、临床病理诊断标志物验证等提供标准化、高通量的研究工具。应用范围覆盖肿瘤学研究、病理学诊断、药效评估、靶点筛选等多个领域。
②技术路线

③技术参数
1.样品类型:石蜡包埋组织(FFPE)、固定液保存组织
2.样本质量:组织形态完整,无严重自溶、坏死
3.样本用量:单个组织样本直径0.6-2.0mm(可定制),每个芯片可集成1-100个组织芯(可定制)
4.检测兼容性:兼容免疫组化(IHC)、多重免疫荧光组化(mIHC)等多种检测技术
5.交付周期:在库样本产品交付可在3-5个工作日提供预实验片,定制化产品可根据具体需求协商
④产品优势
1.高通量高效:单张芯片集成海量样本,同步完成多样本平行检测,大幅缩短实验周期,相比传统单样本检测效率提升50倍以上
2.标准化统一:所有样本在同一实验条件下检测,消除批次差异与操作误差,实验结果重复性与可比性更强
3.样本节约:仅需微量组织样本即可实现多靶点检测,最大化利用珍贵临床样本(如罕见病例、穿刺小样本)
4.灵活定制:支持按研究需求定制样本类型、阵列密度、芯块尺寸,适配不同研究场景(肿瘤队列研究、多器官对比分析、药效跟踪等)
⑤产品类型
1. 脑组织芯片
聚焦中枢神经系统研究,集成大脑皮层、海马体、小脑等不同脑区正常组织样本,为脑部疾病精准研究提供标准化工具

2. 多器官正常组织芯片
整合心、肝、脾、肺、肾、胃、肠等主要脏器的正常组织样本,单个芯片可集成20-30个不同器官组织芯。样本均经过严格病理质控,确保组织形态完整、细胞结构正常,无病理损伤或病变

3. 胎盘组织芯片
均为正常妊娠的胎盘组织,适用于胎盘功能调控机制研究、母婴健康关联研究等场景,为生殖医学临床转化研究提供高效工具,最大化利用珍贵胎盘样本资源

4. 肿瘤组织芯片
涵盖肺癌、胃癌、乳腺癌、肝癌、结直肠癌等常见恶性肿瘤,支持单一肿瘤、多肿瘤类型对比、癌旁组织与正常组织配对等多种阵列设计。适配肿瘤标志物高通量筛选、靶向药物疗效评估、肿瘤预后指标验证等场景

皮肤癌组织芯片
组织芯片技术揭示免疫细胞与肿瘤相关成纤维细胞的时空分布特征
研究背景:
高级别浆液性卵巢癌(HGSOC)是卵巢癌中最常见且致命的亚型,确诊时多已发生转移,铂类化疗后复发率高,且易产生耐药性。肿瘤微环境中的免疫细胞异质性、肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)介导的免疫抑制及信号传导,是导致疾病进展和早期复发的关键因素,但既往研究缺乏对细胞空间分布特征的系统分析
研究方法:
组织芯片构建
1.样本来源: 42 例经铂类化疗后复发的 HGSOC 患者,收集患者匹配的原发性肿瘤、同步转移灶、化疗后复发转移灶样本
2.芯片设计:将甲醛固定石蜡包埋(FFPE)样本制成直径 1mm 的组织芯,涵盖 110 个肿瘤样本、267 个感兴趣区域,按复发时间分为早期复发组(16 例)和晚期复发组(26 例)

图 实验设计与表型分析
检测与分析技术:
1.多重标记与成像:采用含 38 种标志物的panel,实现单细胞水平的蛋白表达检测与空间定位
2.细胞表型分析:结合 PhenoGraph 聚类与手动注释,鉴定免疫细胞(T 细胞、B 细胞、浆细胞等)、CAFs(按 FAP、α-SMA、PDPN 表达分型)、上皮癌细胞等核心细胞类型
3.空间分析方法:运用 ΔGcross 分析、数字细胞活检、淋巴样聚集物识别等技术,量化细胞间共定位关系、区域特异性细胞组成及结构特征
4.验证方法:通过 IHC、多重免疫荧光(mIF)、GeoMx 数字空间转录组分析及 TCGA 数据验证,确保结果可靠性

图 多重免疫荧光染色分析
研究成果:
1.细胞异质性与分布特征
(1)肿瘤类型差异:原发性肿瘤中上皮癌细胞占比高于同步转移灶和复发灶,淋巴结转移灶中免疫细胞含量显著升高(P=1.1×10⁻⁵)
(2)免疫细胞动态变化:从原发灶到复发灶,T 细胞占比显著增加(P=0.0038),转移灶中 CD8⁺T 细胞比例高于原发灶(P=0.028)
(3)CAFs 亚型分布:早期复发组的成纤维细胞富集区中,PDPN⁺CAFs 及 FAP⁺α-SMA⁺PDPN⁺三阳性 CAFs 占比显著升高,且与不良预后相关
2. 空间分布模式与早期复发的关联
(1)淋巴样聚集物特征:早期复发组的淋巴样聚集物数量更少、体积更小,且缺乏成熟三级淋巴样结构的组织学特征
(2)细胞空间隔离:早期复发患者中,浆细胞倾向于被 PDPN⁺CAFs 包裹,与 B 细胞、T 细胞的接触减少,导致免疫应答功能受限

图 成像质谱分析和病理学分析的比较
研究意义:
(1)首次在大样本量 HGSOC 纵向队列中,系统揭示了细胞空间分布特征与早期复发的关联,证实 PDPN⁺CAFs 介导的浆细胞隔离是不良预后的关键因素
(2)建立了 “组织芯片 + 多重空间成像” 的研究范式,实现了对肿瘤微环境的高维度、高通量解析,为空间生物学在癌症研究中的应用提供了范例
(3)鉴定的空间生物标志物(如 PDPN⁺CAFs 占比、淋巴样聚集物数量)可用于 HGSOC 早期复发风险分层,指导术后监测策略
Q1: 组织芯片的设计有哪些关键要点?
A1:组织芯片的设计直接决定检测准确性与适用性,核心要点聚焦样本、点阵、技术参数三大维度,具体如下:
1. 样本选择与处理要点
样本是组织芯片设计的核心,需保障代表性与稳定性。一是样本均一性:临床样本明确病理诊断与取材部位,实验动物样本控制品系、处理条件等一致性。二是样本质量:优先选用FFPE样本,保证固定、脱水充分。三是样本量规划:预留备份芯点应对检测损耗。
2. 点阵设计要点
点阵布局需兼顾效率与可靠性。一是芯点规格:多为0.6-3.0mm,小直径适合大规模筛选,大直径适配异质性强的组织。二是排列规则:矩阵式排列,标记坐标便于溯源。三是防污染:取样针逐次清洁,相邻芯点间距≥0.2mm。
3. 技术参数与适配性要点
结合后续检测优化参数:IHC/IF检测需保证蜡块厚度均匀、芯点黏附牢固;核酸检测需控制固定条件保留核酸完整性。同时匹配芯片尺寸与检测仪器,同步整理样本临床信息供关联分析。
Q2: 组织芯片适配哪些检测技术?各有什么优势?
A2: 组织芯片可适配多类分子病理与形态学技术,核心技术及核心优势如下,覆盖蛋白、核酸多维度分析:
1. 免疫组织化学(IHC)技术
适配性:检测蛋白表达定位与强度,应用最广泛。
优势:特异性高、可多重染色,结果与病理形态直接关联,试剂消耗减少80%以上,适合大规模筛选。
2. 荧光免疫组织化学(IF)技术
适配性:适用于蛋白定量与共定位。
优势:灵敏度高、可多重标记,结合软件实现精准定量,无放射性污染,操作简便。
3. 原位杂交(FISH)技术
适配性:检测核酸分布与含量。
优势:原位检测保留形态背景,分型精准,可与IHC联合使用,FFPE样本中核酸稳定性好。
Q3: 组织芯片的应用方向有哪些?
A3:TMA凭借高通量、高重复性优势,广泛应用于多领域,具体方向如下:
1. 肿瘤研究与临床病理诊断
核心应用领域。可筛选验证肿瘤标志物,辅助肿瘤分子分型与预后评估,校准临床检测结果,同时适用于肿瘤异质性研究。
2. 药物研发与疗效评估
可贯穿药物研发全流程,筛选药物靶点、快速评估候选药物活性等,助力精准用药指导。
3. 基础医学研究(非肿瘤领域)
覆盖心血管、神经、免疫等非肿瘤领域,用于分析疾病相关标志物表达,探索疾病发生发展的分子机制。
4. 教学与质控、样本资源库建设
可制作标准化教学芯片辅助医学教学;作为质控芯片保障检测稳定性;将珍贵样本制成组织芯片,实现样本长期保存与高效利用。
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