空间组学

空间转录组学(10x Visium HD3’)
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产品简介

10x Visium HD3'10x GenomicsVisium HD基础上推出的新一代空间转录组技术,延续单细胞级别高分辨率与组织无间隙捕获优势,依托3' poly(A)捕获机制实现突破,拓展空间转录组研究边界,为多物种、多场景精细化空间解析提供灵活方案。与上一代Visium HD相比,HD3'以更广泛的物种适配性、更丰富的转录本解析能力,助力科研人员探索各个物种的复杂组织微环境与分子机制。

10x Visium HD3'延续了自动化探针转移技术,将标准载玻片上FFPE、冰冻包埋等多类组织切片的转录组信息精准捕获至Visium捕获玻片,支持先染色选优质切片再分析,全流程自动化集成使结果稳定可靠,大幅拓展了空间转录组研究的样本范围与应用场景。

 

斑马鱼头部的10x Visium HD3的检测结果

 

技术原理

10x Visium HD3芯片采用无间隙连续点阵式阵列组织样本的全覆盖检测设计,由均匀排布的方形捕获单元构成,单个单元边长2μm的正方形分辨率:2μm相邻单元之间无间距

 

10x Visium HD3’芯片设计图


6.5mm×6.5mm捕获区内集成约1120万个捕获单元;每个捕获单元搭载含空间条形码、UMIPoly(dT)序列的寡核苷酸探针库,通过探针对通过识别mRNA3端的PolyA序列实现转录本的捕获,实现单细胞尺度的【全物种覆盖】全转录组覆盖】的高清空间转录组

    

左图:10x Visium HD检测原理;右图:10x Visium HD3’检测原理


检测流程

样本OCT包埋后,切10μm切片置于Visium玻片,H&E染色获取形态图;透化释放mRNA,与探针结合并原位反转录生成带空间条形码和UMIcDNA;洗脱cDNA构建测序文库;测序分析后将表达数据映射到组织图像,得到空间转录组图谱。

10x Visium HD3的检测前提是mRNA3PolyA结构的完整,因此仅能够进行新鲜冰冻的OCT包埋样本的检测【FF样本】。

 

10x Visium HD3’实验全流程

 

联川生物10x Visium HD3技术优势和特点

1.物种的全覆盖

10x Visium HD3’依托3' poly(A)特异性捕获机制,无需针对特定物种设计靶向探针,实现了物种的全面覆盖。其不仅适配人、小鼠、大鼠等常规模式生物,更可支持恒河猴、猪、斑马鱼等多种模式生物及稀有物种研究,完美解决跨物种比较、稀有物种分子机制研究等科研痛点,为多物种精细化空间解析提供稳定、高效的技术支撑,助力科研人员突破物种限制,探索更广泛的生命科学研究方向。

 

2.全组织覆盖检测

10x Visium HD310x Visium HD相同,都采用无间隙、高密度捕获阵列设计,以2μm×2μm的条形码捕获单元紧密排布,实现对组织切片的连续全覆盖,彻底消除传统空间转录组的捕获间隙与检测盲区。无论组织形态复杂与否,都能完整保留全部区域的转录本信息,精准捕捉微小结构、细胞边界与局部微环境的表达差异,为精细解剖组织分区、识别稀有细胞类群、解析细胞空间排布提供无遗漏的数据基础,真正做到组织空间信息“零丢失”

 

 

 

3.全转录本覆盖检测

10x Visium HD3’的全转录组捕获策略是通过特异性捕获mRNA3端的PolyA序列实现的,可对组织切片内全部mRNA进行高效捕获,并且没有物种上的限制。同时,此检测原理要求样本mRNA3端结构的相对完整仅支持新鲜冰冻样本的检测。基因检出率高、数据稳定性强,能完整还原组织内基因表达全貌,为疾病机制、发育调控、肿瘤异质性等研究提供全面的转录本信息,满足深度挖掘与从头发现的需求。

 

 

4.高清分辨率的高通量空间转录组技术

10x Visium HD310x Visium HD相同,都分辨率高通量空间转录组技术,将捕获分辨率提升至细胞级别,能够在保持高通量、全转录组检测的基础上,实现对组织内精细空间结构的精准解析。它既保留了大规模、全基因组水平的转录本检测能力,又通过高密度条形码阵列大幅提升空间定位精度,可清晰揭示细胞边界、亚区域微环境、细胞邻近关系等细微表达特征,真正实现高通量检测高清空间分辨率的兼顾,为肿瘤异质性、免疫微环境等高精度空间研究提供强有力的技术支撑。

 


5.合理、准确的细胞分割策略

10x Visium HD310x Visium HD相同,都2×2μm无间隙方形捕获单元为基础,支持8μm标准化归bin(每10spot组成的小正方形区域作为一个细胞)及自定义尺寸调整,平衡高分辨率与分析效率;也可以通过细胞分割可通过Space Ranger内置StarDist算法Bin2Cell软件(基于H&E图像自动化精准分割单个细胞)等第三方工具实现,首先通过同片的HE染色结果去识别每个细胞的细胞核,然后以细胞核位置为锚点,结合转录本在空间上的密度分布与形态学轮廓信息,对细胞边界进行精准分割与归属判定

 

 

6.更优秀的转录本弥散控制

空间转录组数据分析长期存在一种转录本的弥散现象:mRNA会向周围发生细微的扩展现象。10x Visium HD310x Visium HD相同,都通过优化组织透化条件调整反应时间强化捕获效率,从实验层面显著降低了mRNA的扩散偏移,让转录本更精准地停留在其原始细胞所在的空间位置。结合高精度的空间坐标与优化的细胞分割算法,可有效过滤弥散造成的背景信号干扰,避免相邻细胞间的表达信号互相混淆,大幅提升基因定位的准确性。

 


7.多样化、个性化的分析流程

联川生物提供定制化空间转录组分析流程,从基础质控、表达定量、空间聚类,到细胞类型反卷积、差异基因挖掘、空间共表达网络分析,均可按研究方向灵活调整。支持组织形态与表达数据联合可视化、肿瘤微环境等个性化分析模块,结合联川生物星云平台(可点击实现交互式图表与在线可视化,快速产出符合高分期刊标准的分析结果,适配基础科研、临床转化、药物研发等不同场景。