空间转录组学技术

在因美纳高通量测序仪上实现高分辨率单细胞水平全转录组分析

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高分辨率空间转录组学技术

因美纳空间转录组技术可在完整组织切片中实现高分辨率、基于测序的全转录组分析。该技术无需预设假设即可进行基因表达谱分析,同时保留空间背景,克服了基于成像的方法常受预设基因panel和有限组织覆盖范围限制的缺点。

 

因美纳先进空间技术将于 2026 年中期推出,使研究人员能够以单细胞分辨率同时获得广泛的转录组图谱与局域基因表达谱,为研究空间限定的细胞状态、组织结构及生物通路提供了全新可能,适用于多种科研场景。

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因美纳空间技术的优势

因美纳空间技术帮助研究人员突破现有平台的常见局限,在“高空间分辨率”与“全转录组深度”之间不再二选一。该技术可在不牺牲灵敏度与可扩展性的前提下,对大面积组织进行精细绘图,从而更清晰地揭示细胞行为与组织结构。

揭示复杂组织空间环境中的细胞行为

支持在完整组织切片中进行无偏倚全转录组分析

通过采集大面积组织区域保留空间异质性

通过用于分割和空间可视化的内置工具实现简化的分析

提供高空间分辨率和全转录组广度

提供高灵敏度,增强簇生成能力,有助于识别独特或罕见的细胞类型

空间分辨率量化

该科学海报证明,全转录组与高空间分辨率的结合使 Illumina 空间技术能够提供优于其他空间技术的分辨率和更多的生物学发现。

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空间转录组学研究规划资源

了解如何在分辨率与灵敏度之间取得平衡,实现大规模空间分析;比较不同工作流程,获取研究设计资源,掌握更多要点。

因美纳空间技术的工作原理

因美纳空间技术采用基于因美纳测序流动槽技术改良的底物,可捕获多聚腺苷酸化RNA转录本。这一基于polyA的设计可实现无假设的全转录组分析,对大面积组织区域具有高空间分辨率,并兼容任何真核生物物种。切片捕获表面可在保持完整组织切片空间保真度的同时,实现高效的转录本回收率。

 

该工作流程始于冷冻切片制备、H&E染色及明场成像,以建立空间定位参考系。在条形码标记切片上捕获RNA,并在NovaSeq™ X系列测序仪等高通量测序仪上测序,然后与空间条形码和组织图像结合,进行分割、簇生成和空间定位。该技术可实现从试点研究到大规模研究项目的高分辨率空间分析应用。

Overview of the Illumina spatial transcriptomics workflow

图1:因美纳空间转录组工作流程概述,从组织切片制备到空间分析的全流程。

全转录组空间技术工作流程

该科学海报展示了一种离位全转录组工作流程,提供大面积捕获基底和可扩展的端到端软件解决方案。

使用 Illumina 空间技术的精选研究

空间转录组学可用于组织图谱绘制、肿瘤微环境表征和细胞类型定位。通过将基因表达模式与位置相关联,可以直接在天然组织环境中研究细胞互作、组织结构和疾病生物学。

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大面积组织的全转录组分析

博德研究所的 Michal Lipinski 博士分享了 Illumina 空间技术如何实现细胞类型聚类和基因标志物鉴定。

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Illumina 空间技术与异种移植

纽约大学朗格尼健康中心副教授 Brendan Keating 博士介绍了猪到人异种移植的研究,以及 Illumina 空间技术如何提供研究洞见。

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空间测序揭示肿瘤环境变化

圣裘德儿童研究医院的 Jasmine Plummer 博士解释了高分辨率空间测序如何助力前列腺癌研究。

探索空间洞见

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使用因美纳空间解决方案绘制人肠道细胞图谱

斯坦福大学研究科学家 Zhu Chenchen 博士展示了 Illumina 空间技术如何实现人肠道的高分辨率细胞图谱绘制。

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肺纤维化中的肺泡失调

TGen 生物创新与基因组科学部副主任 Nicholas Banovich 博士解释了因美纳空间技术如何助力肺纤维化和上皮重塑研究。

因美纳空间技术分析工作流程

分析工作流程整合了高分辨率组织图像、空间条形码和基因表达图谱,从而在空间维度上精准定位转录活性。使用DRAGEN空间流程处理原始测序数据,包括读数比对、分子标记去重以及空间特征-条形码矩阵的生成。组织图像和条形码也通过此流程进行处理,并在Illumina Connected Multiomics中显示结果。该工作流程支持从原始图像到转录组分析的全过程,包括分割、簇生成和空间定位。

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图2:因美纳空间转录组学软件工作流程。组织图像和空间条形码通过DRAGEN空间流程处理,并在Illumina Connected Multiomics中显示。

强大的数据洞察工具

Illumina Connected Multiomics与DRAGEN空间转录组学相结合,为空间转录组学研究提供了强大、简化的多组学可视化和见解。轻松查看组织图像上叠加的空间数据,并执行额外的三级分析,例如差异表达、标记基因鉴定和细胞分型。

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常见问题解答

因美纳空间技术利用了具有连续1 μm表面特征的大面积高级组织植入区域。捕获的转录本通过因美纳空间分析流程与整合的细胞分割进行分区,以实现细胞水平的表达定位。

阅读新闻稿,了解有关因美纳空间技术的更多信息。

在开发过程中,我们发现覆盖度因组织类型、组织质量和测序深度而异。我们观察到,较其他空间解决方案,该技术在组织切片中检测到多两倍以上的基因1

初始版本的因美纳空间技术针对新鲜冷冻组织进行了优化。支持福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织的版本正在开发中。

根据所需的测序深度,我们建议使用NovaSeq™ X系列测序仪NovaSeq™ 6000测序仪NextSeq™ 2000测序仪可用于较小的组织切片或组织芯片。

我们将为空间转录组学分析提供两种载玻片规格:一种是具有50×15 mm捕获区域的大规格载玻片,另一种是具有较小捕获区域的载玻片(尺寸参数待定)。两个版本都将使用标准的75×25 mm显微镜载玻片。

/ 结果

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CITE-Seq

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参考文献

  1. 存档数据。Illumina, Inc. 2025.