生物芯片推出"芯空一號(hào)"方案重塑空間多組學(xué)新范式

細(xì)胞是生命的基本單元，其精密的空間組織構(gòu)成了多樣的組織和器官�；�因通過(guò)編碼蛋白質(zhì)調(diào)控細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能和行為，因此理解基因、蛋白在高度結(jié)構(gòu)化組織中的精確表達(dá)位置對(duì)于揭示生物學(xué)過(guò)程（如基因功能、細(xì)胞間通訊和微環(huán)境影響）至關(guān)重要。

然而，傳統(tǒng)bulk測(cè)序和單細(xì)胞測(cè)序因樣本處理中破壞組織結(jié)構(gòu)而丟失空間信息�？臻g多組學(xué)技術(shù)開(kāi)創(chuàng)性地整合了組織形態(tài)學(xué)分析與原位多組學(xué)檢測(cè)，能夠在組織內(nèi)定位基因表達(dá)，使研究人員可視化RNA、蛋白分子的空間分布，并在原生環(huán)境中洞察組織中細(xì)胞的相互作用及功能，系統(tǒng)性解構(gòu)分子互作可視化、微環(huán)境行為、生態(tài)位拓?fù)涞汝P(guān)鍵生物學(xué)新維度，將生物學(xué)機(jī)制發(fā)現(xiàn)精度提升至亞細(xì)胞定位水平。

01 突破傳統(tǒng)局限重塑空間組學(xué)研究新范式

近日推出的“芯空一號(hào)”空間多組學(xué)解決方案，利用組織芯片/大組織切片，聯(lián)合空間多組學(xué)技術(shù)、人工智能驅(qū)動(dòng)的空間映射算法等創(chuàng)新方案，實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比、高一致性、高維度的空間大數(shù)據(jù)挖掘與分析范式，是一種“從樣本制備到數(shù)據(jù)挖掘”的全鏈條解決方案。
 

 
02 解碼生命密碼多維空間組學(xué)驅(qū)動(dòng)的臨床轉(zhuǎn)化新生態(tài)

“芯空一號(hào)”空間多組學(xué)解決方案能夠揭示意想不到的細(xì)胞互作關(guān)系，相同細(xì)胞類型在組織微環(huán)境中不同的細(xì)胞行為，識(shí)別不同的細(xì)胞聚集模式，預(yù)測(cè)疾病的發(fā)展。不僅可創(chuàng)新性地發(fā)現(xiàn)受空間限制的藥物作用新靶標(biāo)，更能通過(guò)建立三維病理特征-分子網(wǎng)絡(luò)-臨床表型的多維關(guān)聯(lián)模型，為精準(zhǔn)診療提供具有空間可解釋性的新型生物標(biāo)志物體系。

03 技術(shù)矩陣解析五大核心技術(shù)平臺(tái)精準(zhǔn)賦能

各種空間多組學(xué)技術(shù)具有不同的技術(shù)參數(shù)，如細(xì)胞分辨率、基因覆蓋率和通量，我們通過(guò)評(píng)估各平臺(tái)的核心性能參數(shù)與實(shí)驗(yàn)兼容性，結(jié)合研究需求（如樣本類型、研究規(guī)模及目標(biāo)生物學(xué)問(wèn)題），為研究者提供合理化的技術(shù)篩選框架，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)匹配實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與平臺(tái)能力。

1. Visium空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序平臺(tái)

Visium空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序作為重要的篩選技術(shù)適用于全轉(zhuǎn)錄組發(fā)現(xiàn)，依賴附著在載玻片上的空間條形碼RNA結(jié)合探針，這些探針包含解碼空間位置信息的空間條形碼，用于定位RNA的空間位置。Visium技術(shù)提供兩種版本的工作流程：V1適用于新鮮組織，V2通過(guò)改進(jìn)的mRNA捕獲策略可同時(shí)處理新鮮和FFPE組織,需使用CytAssist儀器。Visium HD采用與V2 CytAssist相同的技術(shù)，但將捕獲尺寸從55 μm大幅縮小至2 μm，顯著提升了空間分辨率。3個(gè)產(chǎn)品都適用于組織芯片。

2. CosMx™ SMI單細(xì)胞空間原位分子成像平臺(tái)

CosMx™ SMI是一個(gè)突破性的單細(xì)胞空間原位成像平臺(tái)，結(jié)合了超高分辨率成像技術(shù)和多靶標(biāo)檢測(cè)能力，能夠?qū)�組織切片中WTx (18000+)、6000+種RNA和64+種蛋白質(zhì)分子進(jìn)行單細(xì)胞和亞細(xì)胞分辨率的原位成像，支持研究人員實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)透徹的生物學(xué)解析。兼容多種組織樣本類型（如TMA、FFPE、新鮮凍存樣本等）。

3. GeoMx^® DSP數(shù)字空間組學(xué)平臺(tái)

GeoMx^® DSP結(jié)合了組織影像分析和原位定量技術(shù)，可在展示全局組織結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)從復(fù)雜組織中對(duì)細(xì)胞亞群或特定結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)分析。在獲得高分辨率的樣本空間信息的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高靶標(biāo)蛋白（1000、570種蛋白質(zhì)）和全轉(zhuǎn)錄組（20000個(gè)基因）空間原位表達(dá)譜的精準(zhǔn)獲取，兼容多種組織樣本類型（如TMA、FFPE、新鮮凍存樣本等），成為轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究和臨床實(shí)踐探究中強(qiáng)大有力的工具，使研究人員能夠深入洞察組織微環(huán)境、功能亞結(jié)構(gòu)、免疫系統(tǒng)作用機(jī)制和生物標(biāo)志物發(fā)掘。

4. PCF（PhenoCycler-Fusion）單細(xì)胞原位空間蛋白組平臺(tái)

PhenoCycler-Fusion平臺(tái)利用抗體偶聯(lián)特異性寡核苷酸“條形碼標(biāo)簽”(Barcode)和多輪成像的原理，實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞分辨率下，多達(dá)100種以上的蛋白指標(biāo)的空間原位檢測(cè)，是目前最前沿的空間蛋白組技術(shù)之一。無(wú)偏差的單細(xì)胞分辨率空間蛋白檢測(cè)幫助快速在蛋白水平研究細(xì)胞生態(tài)位。

5. LCM+質(zhì)譜-深度空間蛋白組平臺(tái)

激光顯微切割（LCM）聯(lián)合質(zhì)譜的深度空間蛋白組技術(shù)，通過(guò)高精度的空間定位，結(jié)合超高靈敏度質(zhì)譜平臺(tái)，可對(duì)特定病理結(jié)構(gòu)的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行數(shù)千種蛋白質(zhì)的深度鑒定。該技術(shù)突破傳統(tǒng)空間蛋白質(zhì)組學(xué)的抗體限制，在腫瘤免疫微環(huán)境、神經(jīng)突觸功能單元等精細(xì)結(jié)構(gòu)解析中具有獨(dú)特價(jià)值。

04 從樣本到?jīng)Q策為每一項(xiàng)研究精準(zhǔn)匹配技術(shù)路徑

Visium和GeoMx^® DSP非單細(xì)胞分辨率，但其全轉(zhuǎn)錄組兼容性和靈活性使其成為探索性研究或已知細(xì)胞區(qū)域分析的理想選擇。通過(guò)解卷積工具整合相鄰組織的單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)，可將每個(gè)點(diǎn)/ROI內(nèi)的基因表達(dá)信號(hào)分解至特定細(xì)胞類型，從而更精確解析組織中的細(xì)胞構(gòu)成。

GeoMx^® DSP成像區(qū)域更大，結(jié)合ROI（感興趣區(qū)域）選擇能力，對(duì)于TMA或大組織切片的適用性更好，但需提前確定目標(biāo)細(xì)胞（需在ROI選擇過(guò)程中染色）。

若目標(biāo)細(xì)胞未預(yù)定義或未知，Visium更適合無(wú)偏探索性研究，且其在空間分辨率和特異性上更優(yōu)。

Visium HD通過(guò)顯著縮小的捕獲尺寸實(shí)現(xiàn)了更高的分辨率，通過(guò)擬合可以模擬粗略的單細(xì)胞水平全轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。

CosMx™ SMI作為最前沿的單細(xì)胞空間組學(xué)技術(shù)之一，開(kāi)創(chuàng)性地真正在單細(xì)胞、亞細(xì)胞級(jí)分辨率下檢測(cè)6000個(gè)基因，甚至全轉(zhuǎn)錄組（WTx，18000+基因）。不僅支持無(wú)偏探索性研究，因其單細(xì)胞分辨率的檢測(cè)性能，能夠最大限度還原體內(nèi)真實(shí)的細(xì)胞生態(tài)位。更精準(zhǔn)、透徹地解析細(xì)胞空間構(gòu)成和功能、機(jī)制。

PhenoCycler-Fusion和基于顯微切割結(jié)合質(zhì)譜的深度空間蛋白組都是空間水平的蛋白組平臺(tái)，PhenoCycler-Fusion利用多輪抗體染色可以實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞水平的超過(guò)100種蛋白檢測(cè)，分辨率高。

深度空間蛋白組需提前確定目標(biāo)區(qū)域，對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行質(zhì)譜檢測(cè)，通常檢測(cè)到幾千種蛋白。

在技術(shù)平臺(tái)選擇時(shí)，除了根據(jù)研究目標(biāo)評(píng)估上述轉(zhuǎn)錄或蛋白層面、靶標(biāo)覆蓋范圍、空間分辨率，還需考慮物種、組織大小、樣本類型及預(yù)算等因素。當(dāng)然，很多情況通過(guò)選擇2-3個(gè)具有互補(bǔ)的技術(shù)組合，更能深刻闡述生物學(xué)意義。

“芯空一號(hào)”現(xiàn)已蓄勢(shì)待發(fā)！期待與全國(guó)科研先鋒并肩，以系統(tǒng)性解決方案重塑空間組學(xué)研究新范式，開(kāi)啟生命時(shí)空?qǐng)D譜的新紀(jì)元！