神经系统疾病，从神经退行性疾病到肿瘤，往往预后不良，并有高昂的医疗费。根据美国疾控制中心(CDC)数据，阿尔茨海默症(AD)是最常见的痴呆症形式，在美国成年人死因中排在第六位，也是十大主要死因之一。帕金森病是一种基底神经节神经细胞受损的疾病，是继阿尔茨海默症之后第二大最常见的神经退行性疾病。多形性胶质母细胞瘤(GBM)是最常见的成人原发性恶性脑瘤，它具有高度侵袭性，在诊断后24个月内约90%的死亡率。

阿尔茨海默症、帕金森病和GBM有一个共同点，它们的病因都未明确;可能不是单一原因，而是几个相互作用的累积，针对每个人有不同的影响。了解这些微妙而独特的相互作用是探索新的治疗靶点的必要步骤。

神经系统疾病的转录和蛋白组谱系及相关的形态学可能依赖于健康状况、其他病理条件、性别、大脑解剖区域和疾病阶段的组合。虽然单细胞RNA测序(scRNA-seq)已经在揭示大脑中的细胞群体方面发挥了重要作用，但它缺乏空间信息和表型特征。

新鲜人脑组织的缺乏给RNA-seq研究带来了瓶颈，Akoya的应用团队与几个在生物标记物Panel开发和神经疾病方面的优秀机构和团队合作，使用PhenoCycler (原CODEX)超多重成像技术和PhenoImager HT(原Vectra Polaris)全组织片成像技术，以最大限度地利用宝贵的脑组织来表征细胞亚群、定位和病理特征。

阿尔茨海默症患者人脑小胶质细胞的空间表型特征及致病特征

Akoya的应用团队与俄勒冈健康与科学大学Bahareh Ajami博士实验室的Alina Bogachuk合作，使用PhenoCycler系统通过对阿尔茨海默氏症患者脑组织的超多重成像进行小胶质细胞空间表型分析。

研究小组利用FFPE脑组织生成了上述令人惊叹的图像，并将阿尔茨海默病患者与对照组患者的前额叶皮层小胶质细胞进行了原位比较。该团队还研究了阿尔茨海默病的致病特征，如淀粉样斑块。

该团队使用无监督聚类和最近邻域分析进行了深度空间表型分析。

无监督的小胶质细胞表型聚类显示了多个亚型，清楚地定位在淀粉样斑块周围。PhenoCycler空间表型使我们能够表征AD不同脑区淀粉样斑块周围的小胶质细胞和充满神经纤维缠结(NFT)的神经元，没有淀粉样斑块沉积的迹象的老年痴呆患者，以及tau蛋白突变驱动的FTD患者，并将他们与年龄和性别匹配的健康个体进行比较。这项研究使我们能够描绘记录在邻近的致病特征下小胶质细胞表型的变化。这样的观察将有助于了解一些晚发型阿尔茨海默病相关基因的作用，并可能确定新的药物靶点。

通过Rab12磷酸化引发的帕金森病相关的LRRK2突变和认知改变

为了更好地理解帕金森病发病背后的机制，Akoya的应用团队与斯坦福大学医学院病理学系合作，研究 LRRK2和Rab12磷酸化之间的关系。

LRRK2是一种强大的双功能酶，同时具有GTPase和激酶活性。LRRK2基因突变是帕金森病最常见的家族遗传易感基因。LRRK2-PD患者的临床表现与原发性PD相似。LRRK2的致病突变增加了其对外源性和内源性底物的激酶活性(功能获得)。研究已经确定了一个Rab GTPases的亚群作为LRRK2的底物，被LRRK2 PD突变体过度磷酸化。目前的假设是，LRRK2-PD突变体的底物超磷酸化是与LRRK2 PD相关的潜在因子。由于LRRK2 PD和原发性PD的临床重叠，我们怀疑原发性PD可能具有相似的分子致病性。

有了这些信息，研究小组着手回答两个问题:1)在人大脑的哪个部位和哪种类型的细胞显示出LRRK2信号？2) LRRK2激酶相关信号通路在LRRK2 PD和/或原发性PD中是否增强？

为了回答这些问题，该团队通过免疫细胞化学方法验证了Rab12 pSer106 (MJF-25-9)的重组兔单抗对LRRK2激酶活性的遗传和药理调节剂的响应性，并发现pRab12与LRRK2激酶功能有很强的相关性。然后，他们检查了整个人类大脑的多个区域，发现尽管总的Rab12在多个大脑区域都可以检测到，但pRab12只在Meynert 的基底核(NBM)中被检测到。

(A)连续切片或同一切片中Meynert基底核(NBM)的pRab12和ChAT染色。(B)多重荧光成像用于评估pRab12和ChAT在同一神经元中的定位，以及神经元标记物NeuN。

利用PhenoCycler超多重荧光成像技术进一步关联pRab12在NBM ChAT阳性胆碱能神经元中的定位。其他区域缺乏明显的pRab12免疫反应，包括PD病理中的关键区域黑质。这些发现表明pRab12和LRRK2突变之间可能存在关联，并降低了PD患者的认知能力下降。

胶质母细胞瘤免疫微环境的特征

为了研究肿瘤微环境中的各种免疫细胞，生物标志物专家Agnes Haggerty博士和Akoya的应用团队使用了Akoya的PD-1/PD-L1抗体组合试剂盒用于表征GBM肿瘤的复杂免疫微环境。对人FFPE组织进行三种不同的染色。采用PhenoImager HT 进行多光谱全组织片成像，并使用InForm软件对扫描结果进行拆分和分析。使用phenoptr和phenoptrReports进行空间分析和可视化。

经PhenoImager HT全自动定量多光谱成像仪(MSI)优化的7色抗体组合面板

Akoya公司的Opal染色技术与PhenoImage HT全自动定量多光谱成像仪(MSI)共同表征了GBM的强大免疫微环境。该团队证明了PD-1/PD-L1黑色素瘤抗体组合可以被用来分析与GBM相关的表型。这种灵活性可能有助于开发新的多光谱免疫荧光组合面板，以进一步表征GBM中存在的复杂免疫特征和相互作用，并为GBM治疗方法的设计和实施打开大门。