新型寡核苷酸序列验证工作流程提升CODEX平台多重检测能力的创新研究

推荐：为解决CODEX（CO-Detection by indEXing）平台因DNA条形码数量不足导致的多重检测容量限制问题，研究人员开发了一套新型寡核苷酸序列验证工作流程。通过交叉验证实验，成功筛选出27个非交叉反应性序列，将标记容量提升至85+，并在多肿瘤组织芯片中验证了74重抗体面板的实用性。该研究为空间多组学分析提供了更强大的工具，助力肿瘤微环境深度解析。

　　

在生命科学和医学研究领域，抗体介导的多重组织成像技术正成为解析复杂生物系统的关键工具。其中，CO-Detection by indEXing（CODEX）平台凭借其DNA标记抗体的独特设计，能够实现高精度的空间蛋白组学分析。然而，该技术的多重检测能力长期受限于可用DNA寡核苷酸条形码的数量——这一瓶颈严重制约了研究人员对肿瘤微环境等复杂系统中细胞互作网络的全面解析。

为突破这一限制，来自德国图宾根大学医院病理学研究所的A.R.和C.M.S.团队开展了一项开创性研究。他们开发了一套系统化的DNA寡核苷酸验证工作流程，通过严格的交叉验证实验，成功将CODEX平台的标记容量从原有的57个大幅扩展至85个以上。这项发表于《Laboratory Investigation》的研究不仅提供了可复用的技术方案，更通过74重抗体面板在多肿瘤组织芯片中的成功应用，展示了其在临床转化研究中的巨大潜力。

研究团队采用了几项关键技术：1）基于滑动窗口比对的算法设计新型12-mer寡核苷酸序列；2）通过荧光激活细胞分选（FACS）和荧光显微镜双系统验证抗体-DNA偶联效率；3）利用外周血单个核细胞（PBMC）展开105轮多周期交叉反应测试；4）在福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织微阵列（TMA）上实施74标记的全流程验证。特别值得注意的是，所有实验样本均来自伯尔尼大学病理研究所建立的临床样本库，确保了研究结果的临床相关性。

交叉验证新序列与现有CODEX条形码库
研究团队首先设计了33个候选序列，通过计算生物学方法确保其与已发表的57个条形码无连续4碱基或总计6碱基的匹配。在PBMC模型系统中，采用CD47/CD45抗体偶联所有90个条形码（57+33），经过107轮（含2轮空白对照）CODEX循环后，通过X-shift聚类分析发现27个新序列完全无交叉反应。值得注意的是，信号强度在早期（第2轮）和晚期（第107轮）循环中保持稳定（p>0.05），证实了系统的鲁棒性。

新型条形码在实验CODEX环境中的应用
研究团队构建了包含70种人类肿瘤组织的TMA，应用74标记抗体面板（含27个新条形码）成功捕获了多种预期表达模式：在神经内分泌肿瘤中观察到CD56/NCAM1的特异性信号；β-catenin和podoplanin的空间分布精确反映了上皮组织的极向分化；BCL2与BCL6在阑尾淋巴组织中的互斥表达符合生发中心动力学特征。特别具有临床价值的是，新验证的GATA3条形码在尿路上皮癌核定位检测中与传统免疫组化结果高度一致。

这项研究的意义远超出技术优化本身。首先，它建立了一套标准化的工作流程，使各实验室能自主验证新型条形码，解决了CODEX技术推广的关键瓶颈。其次，85+的多重检测能力使同步分析肿瘤细胞、免疫细胞、血管基质等所有微环境组分成为可能，为精准医学研究提供了全新维度。正如讨论部分强调的，这种技术突破将极大促进对上皮-间质转化（EMT）等关键生物学过程的空间动力学研究，并为基于细胞空间分布的临床预后模型开发奠定基础。

研究团队特别指出，该系统的扩展性设计允许未来持续增加新的条形码。随着对肿瘤微环境认知的深入，这种可扩展的多重检测平台将成为连接基础发现与临床转化的重要桥梁，最终推动个性化治疗策略的发展。值得注意的是，所有技术细节和验证数据均已公开共享，体现了研究者推动领域整体发展的开放理念。