2025年1月4日,華大智造SEQ ALL聯盟年度峰會在北京舉辦,近300名來自不同領域的科研、產業機構、臨床以及政府的專家學者們圍繞“SEQ ALL”在科研、醫學及產業應用方向的前沿技術和科研成果進行探討。
廈門大學鄧文波教授在報告中,高度贊揚了MGISEQ-2000RS FluoXpert多組學分析儀(以下簡稱“FluoXpert” )在基礎科研領域的關鍵作用。鄧教授團隊在分娩啟動分子機制的相關研究中,使用FluoXpert完成了單細胞及時空組學發現的特異性marker驗證,不但成功解析了基質細胞在分娩啟動中的功能,還解析了上皮細胞的變化特征和空間定位。
廈門大學鄧文波教授
早產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,早產可能是由于分娩啟動機制的過早激活或異常調節引起的,而分娩啟動的分子機制一直不明確,前期結果已解析母體蛻膜中的不同細胞類型[1](圖1),并通過空間轉錄組對分娩期不同細胞類型的特征表達基因進行了檢測,通過深入研究這些基因背后的分子機制,為預防和干預早產提供了新的思路和方法。
圖1. 單細胞測序解析了小鼠蛻膜第16天和第19天基質細胞的發育軌跡
核心議題:空間轉錄組
注釋細胞類型遇到的問題
單細胞測序通過基因表達差異將細胞分群,而分群的細胞在組織上的空間位置如何,需要在組織原位上進行分析,時空轉錄組學可以通過時空條碼還原空間位置,實現組織中基因空間的表達檢測[2]。
時空組學基于Stereo-seq技術,通過DNA納米球與坐標位置的映射關系,還原后續捕獲到的mRNA 的空間位置(圖2)[3]。然而,考慮到細胞在形態和大小方面所存在的差異,為了獲得更為精確和直觀的結果,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方法。這些方法能夠為我們提供圖像層面的進一步驗證,從而確保研究結果的準確性和可靠性。
圖2.時空組學技術原理[3]
為了進一步驗證整合單細胞測序(scRNA-Seq)之后時空轉錄組的注釋的準確性,鄧教授團隊借助FluoXpert多組學分析平臺,在同一個組織上,對細胞特異性的11個分子標記進行多重免疫熒光染色,實現單細胞水平上的蛋白定位,驗證了子宮內膜內彌散的適應性免疫細胞類群如CD4和CD8陽性細胞在子宮內膜的分布,這些免疫細胞對子宮內膜再生、分娩啟動以及免疫耐受的建立中發揮著重要作用(圖3)。這一結果也進一步驗證了整合scRNA-Seq之后的Stereo-seq對彌散分布和細胞較小的細胞類型具有很好的注釋效果。同時,這也在蛋白層面進一步佐證了基因表達信息解讀的準確性。
圖3. 人子宮內膜切片FluoXpertTM多重免疫熒光染色標記
FluoXpert平臺:
多重優勢助力多組學研究
FluoXpert平臺基于華大智造MGISEQ-2000RS平臺開發的多重免疫熒光染色技術,利用了循環間接免疫熒光法,搭配使用多重免疫熒光試劑套裝,可檢測多達24個蛋白標記物,最終呈現同一個樣本單細胞水平、亞細胞分辨率的空間蛋白圖譜(圖4)。
圖4. MGISEQ-2000RS FluoXpert平臺
超多重免疫熒光:單張切片可實現多達20+蛋白標記物檢測,大大節約珍稀樣本。高效全自動染拍流程:通過軟件控制自動化染色、拍照、洗脫循環,實現樣本進圖像出,操作簡單。高重復性染色:多輪染色洗脫后抗原染色強度波動較小。兼容市售抗體:兼容市售一抗,使用熒光二抗間接標記,減少實驗成本,信號放大效率比熒光直接偶聯一抗的方式高。溫和洗脫:保護組織結構,確保多輪染色的準確性。
未來展望
在報告中,鄧教授提及其研究團隊未來將繼續基于FluoXpert平臺,在空間轉錄組和空間蛋白組層面,解析內皮細胞在分娩啟動中的功能,以及分娩啟動的時空調控特征。
此外,鄧教授團隊在進行2-3蛋白標記三維重構過程中,觀察到子宮內膜的上皮細胞在不同妊娠階段動態變化。而華大智造研發團隊也正致力于開發三維多重空間蛋白定位技術,以滿足更多組學用戶需求。未來,FluoXpert平臺將助力更多基礎科學發現和疾病機制研究,為臨床轉化和應用提供科學的技術保障!
參考文獻:
[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.