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時空轉錄組FF
時空轉錄組FF產品服務，是一項基于Sereo-seq技術的高精度空間定位轉錄組測序服務解決方案。該服務利用帶有空間坐標信息的Poly T捕獲探針芯片，對新鮮冷凍組織（Fresh Frozen, FF）切片中的mRNA進行原位捕獲，結合DNBSEQ?高通量測序平臺，通過對帶有空間條形碼（Coordinate lD, CID）的cDNA進行測序和分析，精準地將每個轉錄本映射回其在組織中的原始空間位置，實現基于空間位置的單細胞水平分析。
此項技術的核心優勢在于其納米級分辨率與厘米級全景視場的獨特結合，能夠在組織、細胞、亞細胞及分子四個尺度上，同步進行空間轉錄組解析。不僅實現了對基因表達空間模式的高清描繪，更為深入探究細胞基因表達、形態特征與其所處局部微環境之間的復雜相互作用，奠定了強大而精確的研究基礎。
應用領域
- 疾病研究：細胞異質性及其空間結構對疾病的發生發展和治療至關重要
- 發育研究：在空間上解析細胞類型及其相互作用是發育研究的基礎
- 器官研究：細胞類型及其空間結構是研究器官功能及相關疾病的重要基礎
- 演化研究：利用空間轉錄組技術理解器官在細胞水平的進化過程
產品優勢
1. 更高 · 分辨率
Stereo-seq技術將認識生命空間表達的分辨率提高到500 nm的亞細胞層級；可以通過圖像識別細胞核位置，并結合算法實現單個細胞及分子信息的空間定位和檢測；也可通過binning的方式，識別組織中的不同功能區域。
2. 更大 · 全景視場
Stereo-seq的常規芯片大小為1 cm*1cm，最大可拓展至13 cm*13 cm，多尺寸時空芯片方案能極大地提升捕獲面積利用率。
實驗流程
1. 樣品制備：對OCT包埋組織，進行切片及 RNA 質量評估后，再進行組織切片，將合格切片貼到時空芯片；
2. 組織透化：將鋪貼到芯片上的組織進行切片固定和滲透。時空芯片上布置有空間捕獲探針，能與組織細胞釋放的mRNA 分子結合，從而在芯片上抓取目標樣本組織細胞的 mRNA 分子，并合成cDNA；
3. 文庫制備及測序：cDNA合成后構建測序文庫，用華大自主研發的國產化超高通量的測序儀完成測序；
4. 數據分析：針對下機數據進行質控，并完成全套分析，最終得到目標樣本組織細胞在空間位置上表達的基因信息。
項目執行周期
4個樣品標準流程（建庫，測序和SAW分析）的正常周期約為25個工作日；但由于前期樣品處理（切片、染色、透化）步驟需反復溝通該周期不會記入項目執行周期。
測序建議
- 測序平臺：DNBSEQ平臺
- 測序讀長：PE100
- 數據量推薦：1cm x 1cm芯片正式實驗執行樣品建議交付數據：2G raw reads; 0.5cm x 0.5cm 芯片正式實驗執行樣品建議交付數據：1G raw reads;
- Q30>80%
【發育研究】
案例一? Stereo-seq繪制小鼠胚胎發育時空圖譜?
文章題目：Spatiotemporal?transcriptomic?atlas?of?mouse?organogenesis?using?DNA?nanoball-patterned?arrays
發表期刊：Cell
影響因子：66.850
發表時間：2022年5月4日
Dol:10.1016/i.cell.2022.04.003?
研究成果：
將DNA納米球模式陣列與原位RNA捕獲相結合，開發了時空組學技術?Stereo-seq，以期深入了解發育中組織（如背側中腦）的空間細胞異質性和細胞命運分化的分子基礎。
1. 利用 Stereo-seq 技術，描述了小鼠胚胎發育中晚期的器官發育基因的空間表達模式以及器官發育的軌跡，構建了小鼠器官發生時空轉錄組數據庫 (MOSTA,https://db.cngb.org/stomics/mosta/)；
2. 獲取了E16.5小鼠全胚胎具有空間位置的單細胞時空轉錄組信息，并在同一張切片上鑒定了4種上皮細胞亞型和6種成骨細胞亞型的空間分布情況，描述了前腦的抑制性神經元從內側神經節降起至皮層的遷移軌跡；
3. 利用 Stereo-seq 構建的小鼠中晚期的胚胎時空轉錄組圖譜,描述了人類發育缺陷相關?1,959?個基因在小鼠胚胎中表達模式。
【再生研究】
案例二? Stereo-seq鑒定端腦再生過程中的重要神經干細胞亞型
文章題目：Single-cell?Stereo-seq?reveals?induced?progenitor?cells?involved?in?axolotl?brain?regeneration
發表期刊：Science
發表時間：2022年9月2日
影響因子：63.714
DOl: 10.1126/science.abp9444
研究成果：
應用?Stereo-seq 技術首次構建了蛛端腦結構，繪制了蝶端腦整個發育和損傷再生過程中原位單細胞分辨率的基因表達圖譜和細胞空間動態變化圖譜，為研究腦再生的分子機制奠定了基礎。
1. 有一種神經干細胞亞型在蝶端腦再生過程中早期被激活，在再生中后期進行大量增殖,推測此神經干細胞亞型是參與傷口愈合反應的主要細胞群，并轉化為損傷缺失的神經元；
2. 蝶的腦再生可能通過具有相似的機制分子調控干/?祖細胞的分化，部分再現腦發育過程中的神經發生；
3. 蝶端腦空間轉錄組圖譜數據可從?https://db.cngb.org/stomics/artista?開放獲取。
【腫瘤研究】
案例三? Stereo-seq?揭示人類肝癌浸區促進肝細胞-腫瘤細胞串擾、局部免疫抑制和腫瘤進展
文章題目：An?Invasive?Zone?in?Human?Liver?Cancer?Identified?by?Stereo-seq?Promotes?Hepatocyte–Tumor?Cell?Crosstalk,?Local?Immunosuppression?and?Tumor?Progression
發表期刊：Cell?Research
發表時間：2023年6月19?日
影響因子：44.100
DOl: 10.1038/s41422-023-00831-1
研究成果：
基于?Stereo-seq?和?SCRNA-seq，該研究揭示了人類肝癌腫瘤侵襲前沿特征,為開發肝癌和其他實體腫瘤的新治療策略鋪平了道路。
1. 定義了?500?μm?的侵襲前沿，為手術切除切緣提供理論依據；
2. 系統地揭示了肝癌侵襲前沿腫瘤細胞-干細胞-巨細胞三者相互作用構建的免疫抑制微環境；
3. 前沿損傷肝細胞特征與原發及繼發肝癌臨床不良預后顯著相關，可作為潛在預后標記物。
生信分析工具
Stereo-seq分析流程軟件包（Stereo-seq?Analysis?Workflow,?SAW）整合了時空組學技術?Stereo-seq?主要的基因表達分析和圖像數據處理工具，用于還原及可視化測序數據在芯片上的空間表達信息。Stereo-seq原始測序數據經?SAW流程處理后，得到可以用于下游生信分析的空間表達數據。
主要功能
- 還原?reads?空間位置:?利用空間特異性條形碼?CID?序列作為媒介，將測序 reads?映射回它們在組織中的原始空間位置；
- 獲取表達矩陣：還原回組織中空間位置的?reads 通過比對、注釋、過濾矯正和去重等一系列操作，得到每個基因在空間中的分布和表達，生成空間基因表達矩陣。在分析過程中，Stereo-seq?的亞細胞級高分辨率數據可以通過合并多個單元格形成不同大小的“箱(bin)”，來和其他模態的數據進行聯合分析；
- 圖像識別、分割和配準：圖像分析模塊將顯微鏡拍照圖像和空間表達矩陣進行對齊配準，利用深度學習模型，從顯微鏡拍照影像圖中識別出組織和細胞，并進行分割。圖像的識別和分割映射到空間表達矩陣后，便可以獲取組織區域內或以細胞為單位的空間表達矩陣。
圖1 空間基因表達分布統計（bin200）
圖2 基因比對reads分布統計
圖3 組織覆蓋聚類統計（bin200）
樣品要求
1. OCT 包埋的新鮮組織；
2. 建議組織離體 30 分鐘內包埋，或速凍 -80℃保存；
3. 1cm x 1cm標準芯片推薦包埋組織大小：組織尺寸不應超過 0.9 cm × 0.9 cm × 2 cm（長 × 寬 × 高），暨組織切片 / 芯片面積不應超過時空芯片總面積的 80%；
4. 更詳細具體的內容請參考時空組學送樣建議。
組織樣品處理原則
1. 盡量避免組織內部 RNA 降解；
2. 樣本處理需保持組織原有結構；
3. 樣本處理不影響后續實驗操作。
樣品運輸要求
1. 包埋后的組織用錫箔紙包好,放入密封袋中密封并放入樣本盒中 -80C保存；
2. 寄送使用干冰運輸，確保干冰充足，以運輸 24h 計為 N，按消耗（N+0.5）X 5kg 計算送所需的干冰用量；
3. 寄送樣本前需填寫《時空組學樣本信息收集表》，將組織在包埋盒中的照片以及組織、切面等標記的照片附在《時空組學樣本信息收集表》中。
