要說做科研最痛苦的瞬間是啥？實驗樣本少、材料被盜想必都榜上有名：

● 培養(yǎng)一年多的畢設用魚，稍不留意被野貓偷吃。

● 網(wǎng)友的酒精里都能長出霉菌，在培養(yǎng)箱里精心照顧的菌一個月才長出菌落。

● 研究課題是稀有物種，野外幾乎絕跡，奔波許久才得到一點小嫩芽作樣本。

● 疾病患者樣本，東拼西湊，半年才攢夠 3 個病理切片。

因為種種原因樣本量少到離譜，導致實驗的第一步就犯了難，畢竟這些樣本來之不易，沒有試錯空間。樣本量少時，如何提高樣本利用率獲得高深度數(shù)據(jù)，顯得至關重要。尤其當珍貴樣本具有高度空間異質(zhì)性時，空間轉錄組學可以為研究提供有用工具和全新的視角。

空間轉錄組結合單細胞測序和空間信息分析，能夠在保留組織原位結構的前提下，構建組織及細胞的分子表達圖譜，揭示基因表達的空間異質(zhì)性與細胞間「地理博弈」。近年來空間轉錄組已廣泛應用于動物、植物等模式生物和疾病研究，Top 期刊頻發(fā)，但仍存在一些局限性。

現(xiàn)有技術之殤：

空間轉錄組學的科研痛點

設備枷鎖：大多數(shù)空間組學技術需要專用的儀器（如顯微、轉片設備等），費用昂貴，操作流程繁瑣。

分辨率之困：要么僅能提供多細胞級別分辨率，難以區(qū)分單個細胞的表達異質(zhì)性。要么擁有高分辨率但通量不足，堪比顯微鏡看報紙。

物種限制：探針設計主要圍繞人、鼠等物種，對其他動物以及植物樣本束手無策。

多維數(shù)據(jù)割裂：單細胞數(shù)據(jù)與空間信息割裂，難以揭示動態(tài)調(diào)控網(wǎng)絡。

破局者登場：

讓空間組學「觸手可及」

「零空間組學專用設備」「近乎單細胞級分辨率」「全真核生物物種兼容」三大殺招，依托Nature、Science 級別技術 Slide-seq、Slide-tags，Takara Bio 的 Curio Seeker & Curio Trekker以低門檻、高效率的優(yōu)勢，開啟空間組學新時代 。

什么是 Slide-seq v2 技術？

2019 年，Science發(fā)文《Slide-seq: A scalable technology for measuring genome-wide expression at high spatial resolution》[1]，研究開發(fā)了 Slide-Seq 技術，一種將 RNA 從組織切片轉移到覆蓋有已知位置的 DNA 條形碼微珠的表面上的方法，從而可以通過測序推斷轉錄組的空間位置。使用 Slide-seq 技術，研究者在小腦和海馬體內(nèi)定位了由單細胞 RNA 測序數(shù)據(jù)集鑒定的細胞類型，表征了小鼠小腦浦肯野層的空間基因表達模式，并定義了創(chuàng)傷性腦損傷小鼠模型中細胞類型特異性反應的時間進化。Slide-seq 作為一種當時全新的可擴展的方法，可以單細胞級分辨率獲得空間基因表達數(shù)據(jù)。2020 年，在 Nature Bitechnologys 上發(fā)布改進版本的 Slide-seq v2 技術，捕獲效率是 Slide-seq 的 10 倍，接近基于液滴的單細胞 RNA-Seq 技術的檢測效率，并且分辨率接近單細胞大小 [2]。

基于 Slide-seq v2：Curio Seeker Spatial Transcriptomics Kit

--冷凍組織的「全轉錄組空間快照師」

Curio Seeker Spatial Transcriptomics Kit 將帶有 DNA 條形碼的單層 10 μm 微珠（Beads）平鋪在玻片（Tile）上。通過在玻片上放置組織切片來捕獲 RNA。由于 DNA 條形碼具有表示位置信息的固定序列，因此通過收集微珠并進行 NGS 分析，可以進行高分辨率的全轉錄組分析和空間分析由于以含有 polyA 的全轉錄組為對象進行 NGS 分析，因此也支持人、鼠以外的真核生物。

破局法則

法則 1：拋棄昂貴的專用顯微鏡等設備，僅需 NGS 測序儀，降低成本和難度。

法則 2：緊密排列的 10 μm 微珠陣列，近乎單細胞級的分辨率捕獲全轉錄組。

法則 3：無需探針，polyA 捕獲策略，突破物種限制，真核生物一鍵通吃。

應用場景實證

高分辨率空間表達圖譜 ：使用 Curio Seeker 技術以及配套使用的 Curio 生物信息軟件分析結果包括聚類結果、UMAP 結果、空間映射 (下圖 A: 小鼠海馬，3 mm×3 mm tile 和 B: 小鼠全腦，10 mm×10 mm tile) 等。用戶可以根據(jù)這些圖很容易地確定數(shù)據(jù)是否具有生物學意義，并決定如何更好地推進實驗結果分析。

產(chǎn)品規(guī)格

* 推薦測序深度取決于組織類型。

現(xiàn)在掃碼咨詢，即可獲取 Curio Seeker Spatial Transcriptomics Kit 的更多產(chǎn)品信息，還有機會獲得熊貓清涼禮盒 1 份（禮盒包含熊貓抱枕被、手持小風扇、復古色中性筆套裝），限量 10 份。

什么是 Slide-tags 技術？

2024 年，Nature發(fā)表重磅研究《Slide-tags enables single-nucleus barcoding for multimodal spatial genomics》，研究開發(fā)了一種策略 Slide-tags，其中完整組織切片內(nèi)的單個細胞核用空間條形碼寡核苷酸標記，這些寡核苷酸來源于具有已知位置的 DNA 條形碼微珠，這些被標記的細胞核可以進行多種單細胞核組學分析，適應于幾乎任何單細胞測量技術。將 Slide 標簽應用于小鼠海馬體，以小于 10 μm 的空間分辨率定位細胞核，并提供全轉錄組數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在質(zhì)量上與普通的單核 RNA 測序數(shù)據(jù)沒有區(qū)別。為空間組學的研究提供了一個通用的平臺 [3]。

基于 Slide-tags：Curio Trekker Single-Cell Spatial Mapping Kit

--單細胞數(shù)據(jù)的「空間坐標加載器」

Curio Trekker 是一種真正的單細胞空間轉錄組分析試劑，可對單細胞數(shù)據(jù)進行位置分析。本產(chǎn)品是將帶有 DNA 條形碼的單層 10 μm 微珠（Beads）平鋪在玻片（Tile）上，在玻片上放置組織冷凍切片，使得細胞與微珠一對一結合。通過 UV 照射，使得 DNA 條形碼從微珠上釋放并附著在細胞核上。由于 DNA 條形碼具有表示位置信息的固定序列，與現(xiàn)有的單細胞核轉錄組測序（Single-nucleus RNA sequencing：snRNA-Seq）結合，可以對每個細胞核的基因位置信息進行全面解析。

升維打擊

打擊 1：UV 激活標記，微珠釋放條形碼「烙印」細胞核，無需形態(tài)學分割

打擊 2：單細胞數(shù)據(jù)保留轉錄組，空間坐標獨立解碼，實現(xiàn)真正的單細胞空間組學分析

打擊 3：無縫兼容，支持 10x Genomics、BD 等單細胞平臺，保留原始數(shù)據(jù)維度

應用場景實證

生成高密度的細胞核空間圖譜，同時保證單細胞數(shù)據(jù)的質(zhì)量。使用 Curio Trekker 繪制第 11 天 (E11) 小鼠胚胎的細胞核的空間圖譜。對 25μm 的 E11 小鼠胚胎的組織切片上的 57,545 個細胞核使用 Curio Trekker Tile (10 mm×10 mm) 進行空間分析。(A) 使用 Trekker 定位細胞核的空間圖。每個點代表一個細胞核。(B) 相鄰組織切片的 H&E 染色圖像，顯示出很高的一致性。(C) 通過 ST align (連接圖像和基因表達的工具) 的 H&E 圖像和 Trekker 空間圖的疊加圖像。(D) 單細胞分析的 UMAP。每個點與圖 A 中的點一一對應。(E) B 中五種基因 (Gm3764、Rtn1、Cpox、Dnm3os、Gata3) 與 H&E 疊加的空間表達模式的圖像。

產(chǎn)品規(guī)格

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關于 Takara

Takara Bio 中國有兩家公司--寶生物工程（大連）有限公司和寶日醫(yī)生物技術（北京）有限公司。寶生物工程（大連）有限公司是 Takara Bio lnc. 在中國的生產(chǎn)基地，寶日醫(yī)生物技術（北京）有限公司負責 Takara Bio lnc. 旗下所有品牌在中國市場的宣傳及銷售。

寶日醫(yī)生物技術（北京）有限公司成立于 2004 年 1 月，公司主要銷售生物工程研究用試劑和儀器（包括 Takara、Clontech、Cellartis 品牌），產(chǎn)品主要包括 PCR/qPCR、基因克隆、基因功能研究、蛋白質(zhì)功能研究、二代測序、干細胞研究等產(chǎn)品及服務，并可提供客戶定制化服務。還開展以細胞治療為中心的生物工程領域的技術開發(fā)與服務，銷售細胞治療和基因治療相關產(chǎn)品。

內(nèi)容策劃：沈佳鈺

內(nèi)容審核：朱卿

題圖來源：圖蟲創(chuàng)意

參考文獻

[1]. Rodriques SG, Stickels RR, Goeva A, et al. Slide-seq: A scalable technology for measuring genome-wide expression at high spatial resolution. Science. 2019 Mar 29;363(6434):1463-1467. doi: 10.1126/science.aaw1219.

[2]. Stickels RR, Murray E, Kumar P, et al. Highly sensitive spatial transcriptomics at near-cellular resolution with Slide-seqV2. Nat Biotechnol. 2021 Mar;39(3):313-319. doi: 10.1038/s41587-020-0739-1.

[3]. Russell AJC, Weir JA, Nadaf NM, et al. Slide-tags enables single-nucleus barcoding for multimodal spatial genomics. Nature. 2024 Jan;625(7993):101-109. doi: 10.1038/s41586-023-06837-4.