2025年1月4日，華大智造SEQ ALL聯(lián)盟年度峰會(huì)在北京舉辦，近300名來(lái)自不同領(lǐng)域的科研、產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)、臨床以及政府的專家學(xué)者們圍繞“SEQ ALL”在科研、醫(yī)學(xué)及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方向的前沿技術(shù)和科研成果進(jìn)行探討。
廈門大學(xué)鄧文波教授在報(bào)告中，高度贊揚(yáng)了MGISEQ-2000RS FluoXpert多組學(xué)分析儀（以下簡(jiǎn)稱“FluoXpert” ）在基礎(chǔ)科研領(lǐng)域的關(guān)鍵作用。鄧教授團(tuán)隊(duì)在分娩啟動(dòng)分子機(jī)制的相關(guān)研究中，使用FluoXpert完成了單細(xì)胞及時(shí)空組學(xué)發(fā)現(xiàn)的特異性marker驗(yàn)證，不但成功解析了基質(zhì)細(xì)胞在分娩啟動(dòng)中的功能，還解析了上皮細(xì)胞的變化特征和空間定位。
廈門大學(xué)鄧文波教授
早產(chǎn)是新生兒死亡最主要原因，也是出生缺陷和新生兒疾病的首要病因，早產(chǎn)可能是由于分娩啟動(dòng)機(jī)制的過(guò)早激活或異常調(diào)節(jié)引起的，而分娩啟動(dòng)的分子機(jī)制一直不明確，前期結(jié)果已解析母體蛻膜中的不同細(xì)胞類型[1]（圖1），并通過(guò)空間轉(zhuǎn)錄組對(duì)分娩期不同細(xì)胞類型的特征表達(dá)基因進(jìn)行了檢測(cè)，通過(guò)深入研究這些基因背后的分子機(jī)制，為預(yù)防和干預(yù)早產(chǎn)提供了新的思路和方法。
圖1. 單細(xì)胞測(cè)序解析了小鼠蛻膜第16天和第19天基質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育軌跡
核心議題：空間轉(zhuǎn)錄組
注釋細(xì)胞類型遇到的問題
單細(xì)胞測(cè)序通過(guò)基因表達(dá)差異將細(xì)胞分群，而分群的細(xì)胞在組織上的空間位置如何，需要在組織原位上進(jìn)行分析，時(shí)空轉(zhuǎn)錄組學(xué)可以通過(guò)時(shí)空條碼還原空間位置，實(shí)現(xiàn)組織中基因空間的表達(dá)檢測(cè)[2]。
時(shí)空組學(xué)基于Stereo-seq技術(shù)，通過(guò)DNA納米球與坐標(biāo)位置的映射關(guān)系，還原后續(xù)捕獲到的mRNA 的空間位置（圖2）[3]。然而，考慮到細(xì)胞在形態(tài)和大小方面所存在的差異，為了獲得更為精確和直觀的結(jié)果，往往還需借助蛋白熒光染色或RNA原位雜交等基于原位熒光成像的檢測(cè)方法。這些方法能夠?yàn)槲覀兲峁﹫D像層面的進(jìn)一步驗(yàn)證，從而確保研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
圖2.時(shí)空組學(xué)技術(shù)原理[3]
為了進(jìn)一步驗(yàn)證整合單細(xì)胞測(cè)序（scRNA-Seq）之后時(shí)空轉(zhuǎn)錄組的注釋的準(zhǔn)確性，鄧教授團(tuán)隊(duì)借助FluoXpert多組學(xué)分析平臺(tái)，在同一個(gè)組織上，對(duì)細(xì)胞特異性的11個(gè)分子標(biāo)記進(jìn)行多重免疫熒光染色，實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞水平上的蛋白定位，驗(yàn)證了子宮內(nèi)膜內(nèi)彌散的適應(yīng)性免疫細(xì)胞類群如CD4和CD8陽(yáng)性細(xì)胞在子宮內(nèi)膜的分布，這些免疫細(xì)胞對(duì)子宮內(nèi)膜再生、分娩啟動(dòng)以及免疫耐受的建立中發(fā)揮著重要作用（圖3）。這一結(jié)果也進(jìn)一步驗(yàn)證了整合scRNA-Seq之后的Stereo-seq對(duì)彌散分布和細(xì)胞較小的細(xì)胞類型具有很好的注釋效果。同時(shí)，這也在蛋白層面進(jìn)一步佐證了基因表達(dá)信息解讀的準(zhǔn)確性。
圖3. 人子宮內(nèi)膜切片F(xiàn)luoXpertTM多重免疫熒光染色標(biāo)記
FluoXpert平臺(tái)：
多重優(yōu)勢(shì)助力多組學(xué)研究
FluoXpert平臺(tái)基于華大智造MGISEQ-2000RS平臺(tái)開發(fā)的多重免疫熒光染色技術(shù)，利用了循環(huán)間接免疫熒光法，搭配使用多重免疫熒光試劑套裝，可檢測(cè)多達(dá)24個(gè)蛋白標(biāo)記物，最終呈現(xiàn)同一個(gè)樣本單細(xì)胞水平、亞細(xì)胞分辨率的空間蛋白圖譜（圖4）。
圖4. MGISEQ-2000RS FluoXpert平臺(tái)
超多重免疫熒光：?jiǎn)螐埱衅蓪?shí)現(xiàn)多達(dá)20+蛋白標(biāo)記物檢測(cè)，大大節(jié)約珍稀樣本。高效全自動(dòng)染拍流程：通過(guò)軟件控制自動(dòng)化染色、拍照、洗脫循環(huán)，實(shí)現(xiàn)樣本進(jìn)圖像出，操作簡(jiǎn)單。高重復(fù)性染色：多輪染色洗脫后抗原染色強(qiáng)度波動(dòng)較小。兼容市售抗體：兼容市售一抗，使用熒光二抗間接標(biāo)記，減少實(shí)驗(yàn)成本，信號(hào)放大效率比熒光直接偶聯(lián)一抗的方式高。溫和洗脫：保護(hù)組織結(jié)構(gòu)，確保多輪染色的準(zhǔn)確性。
未來(lái)展望
在報(bào)告中，鄧教授提及其研究團(tuán)隊(duì)未來(lái)將繼續(xù)基于FluoXpert平臺(tái)，在空間轉(zhuǎn)錄組和空間蛋白組層面，解析內(nèi)皮細(xì)胞在分娩啟動(dòng)中的功能，以及分娩啟動(dòng)的時(shí)空調(diào)控特征。
此外，鄧教授團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行2-3蛋白標(biāo)記三維重構(gòu)過(guò)程中，觀察到子宮內(nèi)膜的上皮細(xì)胞在不同妊娠階段動(dòng)態(tài)變化。而華大智造研發(fā)團(tuán)隊(duì)也正致力于開發(fā)三維多重空間蛋白定位技術(shù)，以滿足更多組學(xué)用戶需求。未來(lái)，F(xiàn)luoXpert平臺(tái)將助力更多基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)現(xiàn)和疾病機(jī)制研究，為臨床轉(zhuǎn)化和應(yīng)用提供科學(xué)的技術(shù)保障！
參考文獻(xiàn)：
[1] Zhao H, Wang Y, Xu H, Liu M, Xu X, Zhu S, Liu Z, Cai H, Wang Y, Lu J, Yang X, Kong S, Bao H, Wang H, Deng W. Stromal cells-specific retinoic acid determines parturition timing at single-cell and spatial-temporal resolution. iScience. 2023 Sep 1;26(10):107796.
[2] Gulati GS, D'Silva JP, Liu Y, Wang L, Newman AM. Profiling cell identity and tissue architecture with single-cell and spatial transcriptomics. Nat Rev Mol Cell Biol. 2025 Jan;26(1):11-31.
[3] Ao Chen, Sha Liao, Mengnan cheng, et al.Large field of view-spatially resolved transcriptomics at nanoscale resolution[J]. bioRxiv, Posted January 19, 2021.
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