單細(xì)胞單細(xì)胞研究如火如荼，但是單細(xì)胞水平往往忽略細(xì)胞在空間位置上的異質(zhì)性，為了彌補(bǔ)空間位置信息的缺失，利用空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)優(yōu)勢探索空間位置上細(xì)胞的異質(zhì)性。
空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)先后在 Nature Methods（2020）、Nature（2022）被評為年度應(yīng)用技術(shù)。然而隨著空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究的深入，現(xiàn)階段技術(shù)的通量和分辨率不足以支撐其更√準(zhǔn)的多層次空間結(jié)構(gòu)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(xì)胞級別空間轉(zhuǎn)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(xì)胞級分辨率”和“微孔”結(jié)合的原位捕獲空間轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)，全面邁入國產(chǎn)化的空間轉(zhuǎn)錄組的亞細(xì)胞技術(shù)時代。
百創(chuàng)S1000空間組學(xué)平臺介紹
??百創(chuàng)S1000空間轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)結(jié)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(shù)據(jù)分析系統(tǒng)解決方案，實現(xiàn)在亞細(xì)胞分辨率水平進(jìn)行原位捕獲、異位測序，√準(zhǔn)獲取全轉(zhuǎn)錄組在空間原位表達(dá)的信息。以更高分辨率解決亞細(xì)胞空間異質(zhì)性等難題，廣泛應(yīng)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(yīng)激、生物進(jìn)化等方向。將成為臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)科學(xué)研究中強(qiáng)有力的工具，開啟“亞細(xì)胞”時空研究新視角，極大推動醫(yī)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(xì)胞級微孔空間轉(zhuǎn)錄組芯片基于微孔膠珠上Spatial barcode特定的序列實現(xiàn)空間定位，檢測組織切片上捕獲3′ mRNA空間基因表達(dá)信息。每張芯片可以兼容1-8個捕獲區(qū)域，每個捕獲區(qū)域包含>200萬個spot捕獲點，其分辨率可達(dá)到5μm（spot 直徑距離2.5μm，兩個spot中心點間距為5μm），Spatial barcode微珠種類數(shù)約為6000萬種，每個微珠表面都帶有數(shù)以百萬計的特定條形碼序列，微珠特殊結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)有效定位和定量檢測的基礎(chǔ)。每一個spot捕獲點管壁利用激光雕刻無數(shù)的微孔，大量的微珠牢固結(jié)合在每個spot的微孔，通過原位測序技術(shù)，確定了每一張芯片Spatial barcode與空間坐標(biāo)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(shè)計的UMI用于區(qū)分不同的轉(zhuǎn)錄本實現(xiàn)mRNA 有效定量檢測。其標(biāo)準(zhǔn)文庫的Spatial barcode空間定位條形碼序列長度為50bp，具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖1?百創(chuàng)S1000芯片結(jié)構(gòu)示意圖
數(shù)據(jù)分析流程
研發(fā)的百創(chuàng)S1000數(shù)據(jù)分析流程和工具軟件包：BSTMatrix可用于空間表達(dá)矩陣獲取兼容下游第三方軟件分析，亞細(xì)胞分辨率supspot level實現(xiàn)100μm~5μm多級分辨率數(shù)據(jù)挖掘分析，高效便捷在線可視化BSTViewer助你輕松獲取不同分辨率下可視化結(jié)果。
圖2?BSTViewer?不同分辨率下可視化結(jié)果示意圖
產(chǎn) 品 優(yōu) 勢
百創(chuàng)S1000亞細(xì)胞高分辨率空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)將給你帶來不一樣的體驗，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(xì)胞分辨率，可實現(xiàn)特定組織區(qū)域分子定位
百創(chuàng)S1000分辨率可達(dá)到5μm，相比目前國外空間轉(zhuǎn)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聚類空間分布圖重合度更高，有效識別空間基因表達(dá)的異質(zhì)性和組織區(qū)域的特異性。
圖3?百創(chuàng)S1000?胚胎亞細(xì)胞分辨率空間轉(zhuǎn)錄組檢測結(jié)果
2.?支持多級分辨率水平分析，有效檢測空間多層次結(jié)構(gòu)
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分群，高分辨率下組織區(qū)域聚類結(jié)果增多，有效識別邊界區(qū)域的特定層空間區(qū)域分析
圖4?百創(chuàng)S1000?胚胎亞群亞細(xì)胞分辨率下空間轉(zhuǎn)錄組檢測
3. 操作簡單，可保留完整的組織形態(tài)
百創(chuàng)S1000?空間轉(zhuǎn)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專業(yè)組織結(jié)構(gòu)成像
4.?百萬級別原位信息可視化展示，讓空間多層異質(zhì)性一覽無余
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)和百萬級別空間位置分子信息的結(jié)合，直觀呈現(xiàn)復(fù)雜的多層次組織結(jié)構(gòu)亞細(xì)胞級別可視化圖譜。
圖6?腦海馬亞細(xì)胞分辨率空間轉(zhuǎn)錄組檢測
5.?捕獲區(qū)域大
每個捕獲區(qū)域的面積為6.8×6.8mm2，可實現(xiàn)較大組織的空間表達(dá)分析
6.?靈活應(yīng)用
實現(xiàn)捕獲區(qū)域定制化，可同時分析8個樣本，節(jié)約成本的同時避免批次效應(yīng)。
7.?適用樣本類型全面
適用于人、動物、植物等物種的大多數(shù)組織類型。
8.?高通量
檢測整個組織重點全部基因表達(dá)信息。
9.?兼容性強(qiáng)
可兼容現(xiàn)有的二代、三代pacbio和三代ONT主流測序平臺，下游數(shù)據(jù)分析可與主流的seurat、R包等兼容，進(jìn)行數(shù)據(jù)深入挖掘分析。
適 用 場 景
高分辨率價值在于可在微小組織、腫瘤組織、細(xì)胞類型亞型分析、識別未知細(xì)胞等方面發(fā)揮得天獨厚的優(yōu)勢，百創(chuàng)S1000 亞細(xì)胞分辨率可以適用不同個體、組織、發(fā)育時期，適用現(xiàn)階段任何組織空間分析信息的獲取，正式開啟間轉(zhuǎn)錄組測序亞細(xì)胞時代。
圖7?高分辨下適用場景
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