要說(shuō)做科研最痛苦的瞬間是啥？實(shí)驗(yàn)樣本少、材料被盜想必都榜上有名：

● 培養(yǎng)一年多的畢設(shè)用魚，稍不留意被野貓偷吃。

● 網(wǎng)友的酒精里都能長(zhǎng)出霉菌，在培養(yǎng)箱里精心照顧的菌一個(gè)月才長(zhǎng)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(diǎn)小嫩芽作樣本。

● 疾病患者樣本，東拼西湊，半年才攢夠 3 個(gè)病理切片。

因?yàn)榉N種原因樣本量少到離譜，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的第一步就犯了難，畢竟這些樣本來(lái)之不易，沒(méi)有試錯(cuò)空間。樣本量少時(shí)，如何提高樣本利用率獲得高深度數(shù)據(jù)，顯得至關(guān)重要。尤其當(dāng)珍貴樣本具有高度空間異質(zhì)性時(shí)，空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)可以為研究提供有用工具和全新的視角。

空間轉(zhuǎn)錄組結(jié)合單細(xì)胞測(cè)序和空間信息分析，能夠在保留組織原位結(jié)構(gòu)的前提下，構(gòu)建組織及細(xì)胞的分子表達(dá)圖譜，揭示基因表達(dá)的空間異質(zhì)性與細(xì)胞間「地理博弈」。近年來(lái)空間轉(zhuǎn)錄組已廣泛應(yīng)用于動(dòng)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(shù)之殤：

空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)的科研痛點(diǎn)

設(shè)備枷鎖：大多數(shù)空間組學(xué)技術(shù)需要專用的儀器（如顯微、轉(zhuǎn)片設(shè)備等），費(fèi)用昂貴，操作流程繁瑣。

分辨率之困：要么僅能提供多細(xì)胞級(jí)別分辨率，難以區(qū)分單個(gè)細(xì)胞的表達(dá)異質(zhì)性。要么擁有高分辨率但通量不足，堪比顯微鏡看報(bào)紙。

物種限制：探針設(shè)計(jì)主要圍繞人、鼠等物種，對(duì)其他動(dòng)物以及植物樣本束手無(wú)策。

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

破局者登場(chǎng)：

讓空間組學(xué)「觸手可及」

「零空間組學(xué)專用設(shè)備」「近乎單細(xì)胞級(jí)分辨率」「全真核生物物種兼容」三大殺招，依托Nature、Science 級(jí)別技術(shù) Slide-seq、Slide-tags，Takara Bio 的 Curio Seeker & Curio Trekker以低門檻、高效率的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)啟空間組學(xué)新時(shí)代 。

什么是 Slide-seq v2 技術(shù)？

2019 年，Science發(fā)文《Slide-seq: A scalable technology for measuring genome-wide expression at high spatial resolution》[1]，研究開(kāi)發(fā)了 Slide-Seq 技術(shù)，一種將 RNA 從組織切片轉(zhuǎn)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(guò)測(cè)序推斷轉(zhuǎn)錄組的空間位置。使用 Slide-seq 技術(shù)，研究者在小腦和海馬體內(nèi)定位了由單細(xì)胞 RNA 測(cè)序數(shù)據(jù)集鑒定的細(xì)胞類型，表征了小鼠小腦浦肯野層的空間基因表達(dá)模式，并定義了創(chuàng)傷性腦損傷小鼠模型中細(xì)胞類型特異性反應(yīng)的時(shí)間進(jìn)化。Slide-seq 作為一種當(dāng)時(shí)全新的可擴(kuò)展的方法，可以單細(xì)胞級(jí)分辨率獲得空間基因表達(dá)數(shù)據(jù)。2020 年，在 Nature Bitechnologys 上發(fā)布改進(jìn)版本的 Slide-seq v2 技術(shù)，捕獲效率是 Slide-seq 的 10 倍，接近基于液滴的單細(xì)胞 RNA-Seq 技術(shù)的檢測(cè)效率，并且分辨率接近單細(xì)胞大小 [2]。

基于 Slide-seq v2：Curio Seeker Spatial Transcriptomics Kit

--冷凍組織的「全轉(zhuǎn)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(guò)在玻片上放置組織切片來(lái)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(guò)收集微珠并進(jìn)行 NGS 分析，可以進(jìn)行高分辨率的全轉(zhuǎn)錄組分析和空間分析由于以含有 polyA 的全轉(zhuǎn)錄組為對(duì)象進(jìn)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(shè)備，僅需 NGS 測(cè)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(xì)胞級(jí)的分辨率捕獲全轉(zhuǎn)錄組。

法則 3：無(wú)需探針，polyA 捕獲策略，突破物種限制，真核生物一鍵通吃。

應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)證

高分辨率空間表達(dá)圖譜 ：使用 Curio Seeker 技術(shù)以及配套使用的 Curio 生物信息軟件分析結(jié)果包括聚類結(jié)果、UMAP 結(jié)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(xué)意義，并決定如何更好地推進(jìn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。

產(chǎn)品規(guī)格

* 推薦測(cè)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(jī)會(huì)獲得熊貓清涼禮盒 1 份（禮盒包含熊貓抱枕被、手持小風(fēng)扇、復(fù)古色中性筆套裝），限量 10 份。

什么是 Slide-tags 技術(shù)？

2024 年，Nature發(fā)表重磅研究《Slide-tags enables single-nucleus barcoding for multimodal spatial genomics》，研究開(kāi)發(fā)了一種策略 Slide-tags，其中完整組織切片內(nèi)的單個(gè)細(xì)胞核用空間條形碼寡核苷酸標(biāo)記，這些寡核苷酸來(lái)源于具有已知位置的 DNA 條形碼微珠，這些被標(biāo)記的細(xì)胞核可以進(jìn)行多種單細(xì)胞核組學(xué)分析，適應(yīng)于幾乎任何單細(xì)胞測(cè)量技術(shù)。將 Slide 標(biāo)簽應(yīng)用于小鼠海馬體，以小于 10 μm 的空間分辨率定位細(xì)胞核，并提供全轉(zhuǎn)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(cè)序數(shù)據(jù)沒(méi)有區(qū)別。為空間組學(xué)的研究提供了一個(gè)通用的平臺(tái) [3]。

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

--單細(xì)胞數(shù)據(jù)的「空間坐標(biāo)加載器」

Curio Trekker 是一種真正的單細(xì)胞空間轉(zhuǎn)錄組分析試劑，可對(duì)單細(xì)胞數(shù)據(jù)進(jìn)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(xì)胞與微珠一對(duì)一結(jié)合。通過(guò) UV 照射，使得 DNA 條形碼從微珠上釋放并附著在細(xì)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(xì)胞核轉(zhuǎn)錄組測(cè)序（Single-nucleus RNA sequencing：snRNA-Seq）結(jié)合，可以對(duì)每個(gè)細(xì)胞核的基因位置信息進(jìn)行全面解析。

升維打擊

打擊 1：UV 激活標(biāo)記，微珠釋放條形碼「烙印」細(xì)胞核，無(wú)需形態(tài)學(xué)分割

打擊 2：單細(xì)胞數(shù)據(jù)保留轉(zhuǎn)錄組，空間坐標(biāo)獨(dú)立解碼，實(shí)現(xiàn)真正的單細(xì)胞空間組學(xué)分析

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

應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)證

生成高密度的細(xì)胞核空間圖譜，同時(shí)保證單細(xì)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(xì)胞核的空間圖譜。對(duì) 25μm 的 E11 小鼠胚胎的組織切片上的 57,545 個(gè)細(xì)胞核使用 Curio Trekker Tile (10 mm×10 mm) 進(jìn)行空間分析。(A) 使用 Trekker 定位細(xì)胞核的空間圖。每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)細(xì)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(guò) ST align (連接圖像和基因表達(dá)的工具) 的 H&E 圖像和 Trekker 空間圖的疊加圖像。(D) 單細(xì)胞分析的 UMAP。每個(gè)點(diǎn)與圖 A 中的點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)。(E) B 中五種基因 (Gm3764、Rtn1、Cpox、Dnm3os、Gata3) 與 H&E 疊加的空間表達(dá)模式的圖像。

產(chǎn)品規(guī)格

現(xiàn)在掃碼咨詢，即可獲取 Curio Trekker Single-Cell Spatial Mapping Kit 的更多產(chǎn)品信息，還有機(jī)會(huì)獲得熊貓清涼禮盒 1 份（禮盒包含熊貓抱枕被、手持小風(fēng)扇、復(fù)古色中性筆套裝），限量 10 份。

關(guān)于 Takara

Takara Bio 中國(guó)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(shù)（北京）有限公司。寶生物工程（大連）有限公司是 Takara Bio lnc. 在中國(guó)的生產(chǎn)基地，寶日醫(yī)生物技術(shù)（北京）有限公司負(fù)責(zé) Takara Bio lnc. 旗下所有品牌在中國(guó)市場(chǎng)的宣傳及銷售。

寶日醫(yī)生物技術(shù)（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(cè)序、干細(xì)胞研究等產(chǎn)品及服務(wù)，并可提供客戶定制化服務(wù)。還開(kāi)展以細(xì)胞治療為中心的生物工程領(lǐng)域的技術(shù)開(kāi)發(fā)與服務(wù)，銷售細(xì)胞治療和基因治療相關(guān)產(chǎn)品。

內(nèi)容策劃：沈佳鈺

內(nèi)容審核：朱卿

題圖來(lái)源：圖蟲(chóng)創(chuàng)意

參考文獻(xiàn)

[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.