MERSCOPE 超高分辨單細胞原位空間組學分析系統
在亞細胞水平上以≤100nm的分辨率高度特異性地定位RNA轉錄本
直接繪制和量化單個細胞中成百上千種RNA的空間分布，無需擴增和測序
在一張切片上同時檢測RNA和蛋白
可準確進行細胞邊界分析
成像面積1.0cm2
兼容多種物種和樣本，包括新鮮/固定冷凍、FFPE、細胞樣本等
詳情
產品原理
空間多組學是目前生命科學和基礎醫學領域的重要研究熱點，其中Spatially Resolved Transcriptomics空間轉錄組學被Nature Methods 評為Method of the Year 2020，并指出它“將改變細胞生物學以及病理學和組織學的研究和工作方式”。
由Vizgen開發和制造的MERSCOPE?系列儀器采用了突破性的MERFISH技術（Multiplexed Error Robust Fluorescence In-Situ Hybridization，多重抗錯熒光原位雜交技術），該核心技術來自哈佛大學莊小威院士實驗室，結合了smFISH（single-molecule Fluorescence In-Situ Hybridization，單分子熒光原位雜交技術）和亞細胞成像的優勢，實現真正意義上的基因可視化的原位亞細胞空間轉錄組學分析。基于MERFISH技術和超高分辨成像的MERSCOPE?系列平臺直接繪制和量化單個細胞中成百上千種RNA的空間分布，而無需進行下游測序。該平臺提供了研究亞單細胞空間轉錄組學的強大工具，開創了轉錄組學研究的新紀元，讓轉錄組學研究步入下一代。
MERFISH技術擴展了單分子FISH（smFISH）的功能，使用組合標記、順序成像和抗錯條形碼方案以亞微米精度檢測RNA。這為研究人員提供了了解每個細胞內轉錄組的窗口。通過MERFISH技術，可以生成RNA表達、細胞類型、細胞狀態和組織物理結構的完整生物圖譜。
該系統的抗錯條形碼方案和組合標簽確保了轉錄本的最高檢測準確性。如果背景熒光確實導致讀數錯誤，系統可以很容易地將讀數糾正到最接近的正確條形碼。雖然MERFISH不需要測序，但MERSCOPE的測量結果與bulk RNA-seq數據相關，并且在重復進行實驗時具有高度可重復性。MERSCOPE比基于陣列的平臺提供更高的檢測效率，每個基因可以多檢測出70倍的轉錄本。
MERFISH技術于2015年首次發表，截止2024年12月，應用MERFISH技術及MERSCOPE系列產品的高質量研究項目文獻已有360多篇，其中CNS正刊40多篇，含CNS子刊110多篇，每年都有更多令人興奮的發現。憑借可靠、有價值的數據集以及值得信賴的數據質量，該技術讓科學家對空間基因組學分析充滿信心，從而推動生物學研究。
產品特點
為什么要研究原位單細胞空間基因組學？為了真正理解細胞生物學和基因表達，研究人員需要能夠保持組織天然復雜性的工具。他們需要捕捉細胞的異質性，來了解組織的構成方式以及細胞之間是如何相互作用的。這就是原位單細胞空間基因組學能做到的。
借助先進的空間基因組學技術，研究人員可以在亞細胞水平上以≤100 nm的分辨率高度特異性地定位RNA轉錄本，即使對于低表達的基因也不在話下。其他技術，如單細胞測序，需要分解組織，會造成組織結構的丟失。空間基因組學技術保留了組織結構，同時提供高效的多重能力，一次可分析成百上千種基因，從而能夠探索單份樣本中的單細胞、細胞間相互作用或組織水平結構。
MERFISH技術結合了基因組學和傳統生物標志物成像技術，其高度多重原位檢測，可通過分析在原生環境中的單細胞群體（包括常見和罕見的）來捕獲基因表達的細微差別。這是生物學的一個新維度，可以為生物體如何運作提供豐富的洞察和見解。
原位：細胞在它們的原生環境中進行分析；
單細胞：逐一分析細胞，捕捉樣本內細胞的多樣性和異質性；
空間基因組學：分析樣本中細胞的相對（空間）位置和基因表達。
通過MERSCOPE系列平臺，Vizgen將MERFISH技術與高分辨率成像、流控技術、圖像處理和自動化相結合，提供完整的端到端的空間基因組學解決方案，能獲得和完成高質量MERFISH分析所需的所有組件和培訓，包括了試劑、基因Panel設計和軟件解決方案。用戶可根據自己的研究內容設計基因Panel的類型，具有廣泛的適用性和靈活性。
MERFISH 2.0：新一代空轉技術，挑戰低質量樣本檢測！
MERFISH 2.0技術可確保RNA斷鏈的共定位，提高低質量RNA的檢測靈敏度，顯著增強探針的檢出信號，解鎖長期保存/低質量的FFPE樣本！
MERSCOPE 特點：
1、空間分辨率高：光學成像分辨率≤100nm，轉錄本單分子定位精度≤50nm，實現覆蓋全組織切片的單細胞和亞細胞成像；
2、檢測面積：單張玻片最大成像面積1.0cm2；
3、檢測通量：每周可分析3cm2的成像面積；
4、無以倫比的靈敏度：能檢測到其它方法（單細胞測序等）檢測不到的低表達基因；
5、高度多重：同一切片上同時檢測上千重基因與多個蛋白；
6、準確的細胞邊界分析：基于胞核染色、轉錄本以及膜蛋白染色高準確度地進行細胞邊界分析；
7、MERFISH 2.0技術適合長期保存/低質量的FFPE樣本；
8、樣本多樣性：兼容多種樣本或組織類型，包括新鮮/固定冷凍組織、FFPE和細胞樣本等，物種不限于人類、小鼠、植物、渦蟲等；
9、自由選擇基因Panel：基因Panel可完全自定義，也可選擇各種預制Panel；
10、強大的光學組件：采用60倍油鏡和超高的數值孔徑，提供更高分辨率的光學檢測，更好地區分每個轉錄本。
應用概述
MERSCOPE是目前唯一獲得MERFISH授權的、商品化的、可實現成百上千種基因檢測的原位單細胞轉錄組研究平臺。
MERSCOPE為腫瘤學、免疫學、神經科學、傳染病、發育生物學、植物學、農業、細胞和基因治療等領域廣泛的基于全組織的基礎研究和轉化醫學提供了變革性的見解，是加速藥物發現和開發的重要工具。用戶可根據自己的研究內容設計基因Panel的類型，具有廣泛的適用性和靈活性。
應用詳細列舉如下：
（1）腫瘤等復雜疾病藥物作用機制分析
（2）腫瘤等疾病發生機制、耐藥機制分析
（3）免疫治療新靶點發現
（4）微環境異質性分析及生物標志物篩選
（5）腫瘤鑒別診斷及伴隨診斷等標志物開發
（6）神經干細胞再編程及神經退行性疾病的干細胞治療
（7）神經退行性疾病中神經環路的免疫調控及功能研究
（8）解析脊髓軀體運動的神經環路構成及編碼原理
（9）解析損傷后脊髓神經環路重建的機制
（10）感染、炎癥性疾病、傳染病，組織水平致病原與免疫重建共分析等
截止2024年12月，應用MERFISH技術及MERSCOPE系列產品發表的高質量研究項目文獻已有360多篇，其中CNS正刊40多篇，含CNS子刊110多篇，全球用戶280多家。
應用展示
1、MERSCOPE系統有更出色的檢測效率
2、MERFISH技術可繪制復雜組織中的細胞類型
3、MERFISH技術可原位顯示細胞與細胞之間的空間臨近和影響
4、MERSCOPE系統高的細胞分析通量
5、MERFISH技術可高度多重RNA成像，多達10000個基因同時檢測
6、MERSCOPE系統兼容蛋白markers同時染色
7、MERCOPE系統助力創建高分辨率小鼠全腦細胞圖譜
8、MERFISH 2.0：低質量小鼠乳腺的FFPE樣本
使用MERFISH 2.0的小鼠乳腺FFPE樣本的空轉圖片：
用戶評價：
Raymond Yip，澳大利亞WEHI研究所：
“這些數據著實讓我們大為驚嘆，因為在劣質樣本中我們竟然能夠檢測到數量驚人的轉錄本——幾乎是 MERFISH 1.0 技術檢測結果的 10 倍之多！”
9、MERFISH 2.0：人結直腸癌的FFPE樣本
使用MERFISH 2.0的人結直腸癌的FFPE樣本的空轉圖片：
用戶評價：
德國圖賓根大學醫院：
“我們之所以選擇MERFISH技術，是因為其靈敏度高且對組織樣本的要求相對較低。MERFISH 2.0 的驚人（亞細胞）分辨率讓我們大為驚喜，尤其是與MERFISH 1.0相比更是如此。這將使我們能夠僅利用這些數據就可以驗證項目的主要假設。非常感謝！！！”
10、MERFISH 2.0：小鼠的胰腺導管腺癌（PDAC）的固定冰凍樣本
使用MERFISH 2.0的小鼠的胰腺導管腺癌（PDAC）的固定冰凍樣本的空轉圖片：
用戶評價：
Marco Genua, San Raffaele-Telethon Institute for Gene Therapy (SR-TIGET)：
“MERFISH 和 MERSCOPE 是實現高質量空間轉錄組數據的絕佳搭檔，這些數據對于剖析腫瘤微環境的復雜性至關重要。得益于 MERFISH 2.0 技術，我們獲得了令人驚嘆的數據，包括胰腺導管腺癌（PDAC）組織的數據。對于這類組織而言，由于其高含量的組織內 RNase 導致的 RNA 質量欠佳問題，將不再是技術上的限制因素。”
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