快加入单细胞空间多组学探索！

随着高通量测序、HiFi（三代）测序、MERFISH超分辨率空间转录组、高精度激光显微切割、高分辨质谱以及多组学生信分析等技术的飞速发展，研究者得以从空间维度进行单细胞分辨率的转录组，蛋白组，表观遗传组等多组学的探索以及多组学联合分析，基因集团上海贝晶生物技术有限公司单细胞空间多组学服务系列助您在空间多组学探索中高效利用样本资源，深入挖掘数据，取得新突破。

（图片由上海贝晶生物技术有限公司提供）

以下结合一些典型文献分系列介绍单细胞空间多组学技术路线，供您参考借鉴。

单细胞转录组-原位单细胞空间转录组-空间蛋白组

今年Cell杂志新子刊文献《An integrated single-cell and spatial proteotranscriptomics atlas of fibroblast-driven immunoregulation within the human adult oral cavity》通过整合单细胞转录组学、空间蛋白组学和转录组学数据，结合先进的生物信息学工具，构建了人类口腔组织（包括黏膜、唾液腺、牙髓等）微环境综合性的、单细胞分辨率的、空间多组学图谱，系统性地揭示了成纤维细胞在人类成人口腔组织中作为核心协调者，驱动结构性免疫和免疫调节的全新机制，还为理解慢性炎症中细胞-细胞通信的重编程提供了新的框架。

具体到技术路线，通过整合现有单细胞测序数据库信息与自有补充样本的scRNA测序数据以及其它背景信息，确认MERFISH等单细胞原位空转的基因panel，以及PCF（PhenoCycler-Fusion）空间蛋白组的抗体靶标，将21例样本分别通过两种空转技术互为补充和印证，且Xenium空转同片接PCF，提供空间转录组和蛋白组的精准锚定；MERFISH空转邻片做PCF，以高灵敏度检测扩展了多细胞相互作用模块（MCIMs）的发现，提供识别17个MCIMs（多于Xenium的13个）的主要数据，空转结合空间蛋白组分析，在空间背景下验证并完善了8个成纤维细胞亚型，特别发现I/II型应激反应成纤维细胞，定义了以成纤维细胞为中心的MCIMs，阐明其作为免疫组织者的角色。

今年4月Nature杂志重磅文献《A spatial atlas of the healthy human liver from live donors》也采用了多组学联合分析，通过单细胞测序，初代空间分辨率较低的空转技术Visium筛查重点基因及区域，MERFISH超分辨单细胞原位空转技术从转录组，PCF从空间蛋白组学进行精准验证及拓展，绘制了活体健康供体的人类肝脏空间分区图谱。该研究共分析了16个肝脏样本，包括8个来自经过严格医学筛查的活体健康供体，8个病理患者相邻正常组织，揭示了活体健康供体肝脏与病理相邻正常组织在转录组水平上存在明显差异，肝细胞与非实质细胞沿门静脉-中央静脉轴呈现显著分带现象。该研究同时还分析了小鼠、猪和牛等其他物种的肝脏，并与人类的肝脏图谱进行比较发现显著差异，如关键功能（如糖异生、尿素循环）在小鼠等其他哺乳动物中为门静脉区富集，在人类中则向中央静脉区偏移。最后还分析了活体健康供体肝脏中不同脂肪变性水平的样本，发现了早期脂肪变性肝细胞（早期脂肪肝）的动态变化程序，该研究为理解人类肝脏生理和早期脂肪肝的分子机制提供了高分辨率空间参考框架。

基于激光显微切割-质谱/测序的空间蛋白组/转录组/基因组

激光显微切割技术精准切割靶标细胞，微量样本处理后接高分辨质谱，或高通量测序，或三代测序（全长转录组）检测，作为经典的空间蛋白组等多组学技术已经有大量文献及研究成果报道广泛运用到多种物种及组织样本。其中基因集团优选的MMI Cellcut激光显微切割与Covaris聚焦式超声系统已经成为全球经典搭配，是实现纳米级精度的微区域切割及非接触式无损回收，非接触式超声处理，最大限度保留样本完整性及高效蛋白提取的关键，国内外都有不少用户用于肿瘤空间多组学研究中，以下例举的两篇代表性文献都采用了这一经典组合。

例如，上海肺科医院发表于Nature Communications杂志上《Proteogenomic characterization reveals tumorigenesis and progression of lung cancer manifested as subsolid nodules》对66 例经手术切除的亚实性结节型（SSNs ）肺腺癌组织及配对癌旁正常组织（NATs）进行蛋白质组学质谱检测，磷酸化蛋白质组学和糖基化蛋白质组学分析，还结合全外显子测序检测蛋白编码区基因组层面的变异，开展多组学分析，揭示胆固醇代谢异常是肿瘤发生的核心驱动、持续内质网应激是肿瘤进展的关键标志，同时鉴定出相关诊断标志物与治疗靶点，为该类肺癌的精准诊疗提供了重要依据。

又如，国外团队去年底发表于《Nature》的重磅研究《Anti-progestin therapy targets hallmarks of breast cancer risk》，结合了单细胞转录组测序及基于激光显微切割-质谱的空间蛋白组多组学分析，以及临床多种检测及影像技术，系统性探索抗孕激素疗法的防癌潜力。空间蛋白组研究同样采用了MMI Cellcut激光显微切割与Covaris聚焦式超声技术，实现乳腺组织特定区域的精准取样与高效蛋白提取，为空间蛋白质组学分析提供关键技术支撑。该研究聚焦24名绝经前乳腺癌高风险女性，经12周醋酸乌利司他干预与“治疗前-治疗后”配对活检分析，揭示了乳腺癌预防的全新分子机制。醋酸乌利司他治疗后，发现乳腺组织发生了显著变化——细胞外基质重塑、胶原蛋白减少、乳腺组织硬度降低。其中，支撑乳腺组织的 Ⅵ 型胶原蛋白下降最显著，该研究还发现了 Ⅵ 型胶原蛋白与高表达 SOX9 的管腔祖细胞定位之间存在空间关联，从而建立了胶原蛋白组织与管腔祖细胞活性之间的联系：即醋酸乌利司他治疗通过减少支撑乳腺组织的胶原蛋白（例如 Ⅵ 型胶原蛋白）的数量和功能，让乳腺组织硬度降低，减少了乳腺癌发生和发展的有利环境，从而降低了乳腺癌风险。

基因集团专业服务及特色生信服务

基因集团上海贝晶生物技术有限公司秉承集团二十多年来组学服务及相关数据分析经验，为广大用户提供高品质单细胞空间多组学服务，不仅提供以上典型文献技术路线中涉及的主流前沿的MERFISH，激光显微切割-质谱，精准长度长（三代测序）等技术服务，还提供ChIP-seq表观基因组，KASP高通量基因分型，以及其它如荧光定量WB/ICW等常规组学后续验证服务，以及多组学生信分析，详细介绍请点击以下链接：

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（图片由上海贝晶生物技术有限公司提供）

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