新年新气象,烈冰生物研发重磅——NovelPano®-SPtissue空间转录组芯片成果强袭来袭:【烈冰智造】国产化空间转录组芯片实现50μm级点阵工艺。
1.研发背景
空间转录组学技术是生命科学和医学领域振奋人心的技术突破之一,通过捕获组织内部精细区域的基因表达信息,结合病理影像化,提供了探索生命机制的全新维度。
该技术自2020年起逐渐进入科学家视野,其后虽然新技术方法不断涌现,但市场上商业化空间转录组测序技术产品依然屈指可数,特别是国产化的空间转录组技术产品亟待开发,多元的商业化产品局面还未形成。
2020年,烈冰研发团队重磅启动空间转录组芯片技术开发工作,历经2年时间不断摸索和稳定性测试,成功完成50μm级点阵芯片——NovelPano®-SPtissue的开发,联合自主研发空间转录组反转录建库体系试剂盒,不期将与大家见面。
2.什么是NovelPano®-SPtissue芯片?
NovelPano®-SPtissue芯片专注于空间组学技术产品的服务于应用,通过芯片上的探针,捕获组织中的核酸信息,并进一步利用探针barcode将信息无差别还原至空间位置。依托空间转录组测序技术,实现高通量全转录组层面组织细胞内的基因表达及位置解析,为深入地了解组织微环境建立基础。
该芯片的核心关键在于:1. 均一稳定的探针点阵排列模式,保证每个探针簇的大小和间距一致,可准确捕获组织切片对应位置的核酸信息;2. 单一点下的探针链接结构及探针数量,保证每个点内探针数量及其唯一性,以应对复杂多样的组织类型及对应的核酸类型和丰度,实现无差别、无偏好性捕获,反映样本真实信息。
为了兼顾空间转录组学技术的分辨率、样本捕获率、可操作性和可及性,我们开发了在特殊的玻片表面生成高密度、高分辨率寡核苷酸微点阵的方法,基于一系列反应链接体系,生成的每个探针点均携带唯一的空间坐标的核酸捕获探针。
本次推出的NovelPano®-SPtissue芯片已实现单个探针点50μm×50μm,每个探针上都带有独特的spatial barcodes,用以标记捕获的 mRNA 的空间位置,相邻点中心间距100μm,每个捕获区域含有4900个携带空间坐标的核酸捕获探针,各项参数与空间转录组代表性产品(10x Visium)基本一致。此外,与该芯片联合配套的反转录及文库构建试剂也已经全部通过测试,烈冰研发团队已具备高通量原位捕获核心技术研发实力。
3.基因数字化与切片影像化的梦幻联动
应用NovelPano®-SPtissue芯片,将整个转录组空间分析与切片染色成像结合,实现基因数字化和切片影像化的联动,解析目标区域内的关键基因表达信息。
4.NovelPano®-SPtissue透化实验
多次mRNA透化实测结果证实,我们的芯片对mRNA捕获效果优异。如图显示,不同透化时长下,芯片捕获mRNA 荧光成像差异显著,其原因在于不同透化时长下mRNA释放程度不同。
5.NovelPano®-SPtissue高水平数据结果呈现
测序数据分析及统计表明,NovelPano®-SPtissue芯片在检测基因数和检测转录本数量上表现优异,小鼠脑组织样本捕获总基因数21453个,中位数基因4561,数据统计分析环节各参数均达到较高的水平。
HE染色与点阵聚类结果显示,我们的芯片可精细区分切片不同位置区域下的细胞聚类情况,进一步结合基因数字化与病理影像化的联合分析,全面定位相关基因,逐步锁定目标核心关键信息,洞察重要的生物学特性。
6.NovelPano®-SPtissue芯片可实现全转录组的组织切片空间分析,实现:
1. 样本进行生物标记物发现
2. 进行回顾性研究和纵向研究,以追踪特定时间内的生物学过程
3. 结合组织成像技术,充分挖掘珍贵的组织样本中的信息
该芯片的推出有望帮助更多的科学家和临床工作者开展空间转录组技术研究,实现高度复杂的细胞类型和结构与解析,判定细胞位置和基因表达谱及其组织内部微环境解析,如免疫细胞如何突破重重障碍浸润肿瘤内部发挥作用,帮助发现更多指示预后或辅助诊断的生物标志物,鉴定耐药或相应治疗的生物标志物等等,【烈冰智造】全流程国产化空间转录组解决方案将持续推动科学研究和精准医疗的发展。
关于烈冰
成立于2010年,专注于单细胞多组学及空间转录组测序领域科研服务和设备耗材研发。自2016年起连续被评为高新技术企业,已获得6项专利和60+项软件著作权,实验平台方面,烈冰搭建10x/BD单细胞测序双平台、PanoCell、NovelPano自主研发平台,流式分选平台、Novaseq6000 测序平台、华大DNBSEQ-T7测序平台和NovelBrain®生信数据分析平台。
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