單細胞單細胞研究如火如荼，但是單細胞水平往往忽略細胞在空間位置上的異質(zhì)性，為了彌補空間位置信息的缺失，利用空間轉錄組學(xué)技術(shù)優(yōu)勢探索空間位置上細胞的異質(zhì)性。
空間轉錄組學(xué)先后在 Nature Methods（2020）、Nature（2022）被評為年度應用技術(shù)。然而隨著(zhù)空間轉錄組學(xué)研究的深入，現階段技術(shù)的通量和分辨率不足以支撐其更√準的多層次空間結構的分析。
2022年4月百邁客百創(chuàng )智造推出多年研發(fā)的亞細胞級別空間轉錄組測序技術(shù)，不僅打破了國外芯片技術(shù)的壟斷，還突破了分辨率和檢測通量的局限，成為“亞細胞級分辨率”和“微孔”結合的原位捕獲空間轉錄組測序技術(shù)，全面邁入國產(chǎn)化的空間轉錄組的亞細胞技術(shù)時(shí)代。
百創(chuàng )S1000空間組學(xué)平臺介紹
??百創(chuàng )S1000空間轉錄組測序技術(shù)結合了微孔和原位捕獲技術(shù)，并整合了二代測序平臺、三代PacBio與三代Nanopore和下游的高通量測序數據分析系統解決方案，實(shí)現在亞細胞分辨率水平進(jìn)行原位捕獲、異位測序，√準獲取全轉錄組在空間原位表達的信息。以更高分辨率解決亞細胞空間異質(zhì)性等難題，廣泛應用生物器官發(fā)育、腫瘤異質(zhì)性、神經(jīng)科學(xué)、免疫感染、脅迫應激、生物進(jìn)化等方向。將成為臨床醫學(xué)和基礎科學(xué)研究中強有力的工具，開(kāi)啟“亞細胞”時(shí)空研究新視角，極大推動(dòng)醫療等領(lǐng)域研究在空間維度的深度發(fā)展。
技 術(shù) 原 理
百創(chuàng )S1000-亞細胞級微孔空間轉錄組芯片基于微孔膠珠上Spatial barcode特定的序列實(shí)現空間定位，檢測組織切片上捕獲3′ mRNA空間基因表達信息。每張芯片可以兼容1-8個(gè)捕獲區域，每個(gè)捕獲區域包含>200萬(wàn)個(gè)spot捕獲點(diǎn)，其分辨率可達到5μm（spot 直徑距離2.5μm，兩個(gè)spot中心點(diǎn)間距為5μm），Spatial barcode微珠種類(lèi)數約為6000萬(wàn)種，每個(gè)微珠表面都帶有數以百萬(wàn)計的特定條形碼序列，微珠特殊結構是實(shí)現有效定位和定量檢測的基礎。每一個(gè)spot捕獲點(diǎn)管壁利用激光雕刻無(wú)數的微孔，大量的微珠牢固結合在每個(gè)spot的微孔，通過(guò)原位測序技術(shù)，確定了每一張芯片Spatial barcode與空間坐標位置的映射關(guān)系，將Poly(dT)VN捕獲到3′ polyA mRNA還原其空間位置信息，設計的UMI用于區分不同的轉錄本實(shí)現mRNA 有效定量檢測。其標準文庫的Spatial barcode空間定位條形碼序列長(cháng)度為50bp，具體結構如下圖所示：
圖1?百創(chuàng )S1000芯片結構示意圖
數據分析流程
研發(fā)的百創(chuàng )S1000數據分析流程和工具軟件包：BSTMatrix可用于空間表達矩陣獲取兼容下游第三方軟件分析，亞細胞分辨率supspot level實(shí)現100μm~5μm多級分辨率數據挖掘分析，高效便捷在線(xiàn)可視化BSTViewer助你輕松獲取不同分辨率下可視化結果。
圖2?BSTViewer?不同分辨率下可視化結果示意圖
產(chǎn) 品 優(yōu) 勢
百創(chuàng )S1000亞細胞高分辨率空間轉錄組技術(shù)將給你帶來(lái)不一樣的體驗，在分辨率和檢測有效度等方面具有核心技術(shù)優(yōu)勢。
1.?亞細胞分辨率，可實(shí)現特定組織區域分子定位
百創(chuàng )S1000分辨率可達到5μm，相比目前國外空間轉錄組測序芯片精度提高了近400倍，高分辨率下HE染色組織形態(tài)學(xué)與spots聚類(lèi)空間分布圖重合度更高，有效識別空間基因表達的異質(zhì)性和組織區域的特異性。
圖3?百創(chuàng )S1000?胚胎亞細胞分辨率空間轉錄組檢測結果
2.?支持多級分辨率水平分析，有效檢測空間多層次結構
百創(chuàng )S1000芯片spot直徑為2.5um, 可針對組織亞群在多級分辨率下再聚類(lèi)分群，高分辨率下組織區域聚類(lèi)結果增多，有效識別邊界區域的特定層空間區域分析
圖4?百創(chuàng )S1000?胚胎亞群亞細胞分辨率下空間轉錄組檢測
3. 操作簡(jiǎn)單，可保留完整的組織形態(tài)
百創(chuàng )S1000?空間轉錄組測序兼容HE染色，可大程度保留原始的組織形態(tài)完整性。
圖5?百創(chuàng )S1000專(zhuān)業(yè)組織結構成像
4.?百萬(wàn)級別原位信息可視化展示，讓空間多層異質(zhì)性一覽無(wú)余
利用百創(chuàng )S1000 ?BSTMatrix智能化可視化平臺，高度還原組織形態(tài)學(xué)和百萬(wàn)級別空間位置分子信息的結合，直觀(guān)呈現復雜的多層次組織結構亞細胞級別可視化圖譜。
圖6?腦海馬亞細胞分辨率空間轉錄組檢測
5.?捕獲區域大
每個(gè)捕獲區域的面積為6.8×6.8mm2，可實(shí)現較大組織的空間表達分析
6.?靈活應用
實(shí)現捕獲區域定制化，可同時(shí)分析8個(gè)樣本，節約成本的同時(shí)避免批次效應。
7.?適用樣本類(lèi)型全面
適用于人、動(dòng)物、植物等物種的大多數組織類(lèi)型。
8.?高通量
檢測整個(gè)組織重點(diǎn)全部基因表達信息。
9.?兼容性強
可兼容現有的二代、三代pacbio和三代ONT主流測序平臺，下游數據分析可與主流的seurat、R包等兼容，進(jìn)行數據深入挖掘分析。
適 用 場(chǎng) 景
高分辨率價(jià)值在于可在微小組織、腫瘤組織、細胞類(lèi)型亞型分析、識別未知細胞等方面發(fā)揮得天獨厚的優(yōu)勢，百創(chuàng )S1000 亞細胞分辨率可以適用不同個(gè)體、組織、發(fā)育時(shí)期，適用現階段任何組織空間分析信息的獲取，正式開(kāi)啟間轉錄組測序亞細胞時(shí)代。
圖7?高分辨下適用場(chǎng)景
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