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產(chǎn)品原理

空間多組學(xué)是目前生命科學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要研究熱點(diǎn)，其中Spatially Resolved Transcriptomics空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)被Nature Methods 評(píng)為Method of the Year 2020，并指出它“將改變細(xì)胞生物學(xué)以及病理學(xué)和組織學(xué)的研究和工作方式”。

由Vizgen開發(fā)和制造的MERSCOPE?系列儀器采用了突破性的MERFISH技術(shù)（Multiplexed Error Robust Fluorescence In-Situ Hybridization，多重抗錯(cuò)熒光原位雜交技術(shù)），該核心技術(shù)來自哈佛大學(xué)莊小威院士實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合了smFISH（single-molecule Fluorescence In-Situ Hybridization，單分子熒光原位雜交技術(shù)）和亞細(xì)胞成像的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的基因可視化的原位亞細(xì)胞空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析。基于MERFISH技術(shù)和超高分辨成像的MERSCOPE?系列平臺(tái)直接繪制和量化單個(gè)細(xì)胞中成百上千種RNA的空間分布，而無需進(jìn)行下游測(cè)序。該平臺(tái)提供了研究亞單細(xì)胞空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)的強(qiáng)大工具，開創(chuàng)了轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究的新紀(jì)元，讓轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究步入下一代。

MERFISH技術(shù)擴(kuò)展了單分子FISH（smFISH）的功能，使用組合標(biāo)記、順序成像和抗錯(cuò)條形碼方案以亞微米精度檢測(cè)RNA。這為研究人員提供了了解每個(gè)細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄組的窗口。通過MERFISH技術(shù)，可以生成RNA表達(dá)、細(xì)胞類型、細(xì)胞狀態(tài)和組織物理結(jié)構(gòu)的完整生物圖譜。

該系統(tǒng)的抗錯(cuò)條形碼方案和組合標(biāo)簽確保了轉(zhuǎn)錄本的最高檢測(cè)準(zhǔn)確性。如果背景熒光確實(shí)導(dǎo)致讀數(shù)錯(cuò)誤，系統(tǒng)可以很容易地將讀數(shù)糾正到最接近的正確條形碼。雖然MERFISH不需要測(cè)序，但MERSCOPE的測(cè)量結(jié)果與bulk RNA-seq數(shù)據(jù)相關(guān)，并且在重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)具有高度可重復(fù)性。MERSCOPE比基于陣列的平臺(tái)提供更高的檢測(cè)效率，每個(gè)基因可以多檢測(cè)出70倍的轉(zhuǎn)錄本。

MERFISH技術(shù)于2015年首次發(fā)表，截止2024年12月，應(yīng)用MERFISH技術(shù)及MERSCOPE系列產(chǎn)品發(fā)表的高質(zhì)量研究項(xiàng)目文獻(xiàn)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(fā)現(xiàn)。憑借可靠、有價(jià)值的數(shù)據(jù)集以及值得信賴的數(shù)據(jù)質(zhì)量，該技術(shù)讓科學(xué)家對(duì)空間基因組學(xué)分析充滿信心，從而推動(dòng)生物學(xué)研究。

產(chǎn)品特點(diǎn)

為什么要研究原位單細(xì)胞空間基因組學(xué)？為了真正理解細(xì)胞生物學(xué)和基因表達(dá)，研究人員需要能夠保持組織天然復(fù)雜性的工具。他們需要捕捉細(xì)胞的異質(zhì)性，來了解組織的構(gòu)成方式以及細(xì)胞之間是如何相互作用的。這就是原位單細(xì)胞空間基因組學(xué)能做到的。

借助先進(jìn)的空間基因組學(xué)技術(shù)，研究人員可以在亞細(xì)胞水平上高度特異性地定位RNA轉(zhuǎn)錄本，即使對(duì)于低表達(dá)的基因也不在話下。其他技術(shù)，如單細(xì)胞測(cè)序，需要分解組織，會(huì)造成組織結(jié)構(gòu)的丟失。空間基因組學(xué)技術(shù)保留了組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)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(xì)胞、細(xì)胞間相互作用或組織水平結(jié)構(gòu)。

MERFISH技術(shù)結(jié)合了基因組學(xué)和傳統(tǒng)生物標(biāo)志物成像技術(shù)，其高度多重原位檢測(cè)，可通過分析在原生環(huán)境中的單細(xì)胞群體（包括常見和罕見的）來捕獲基因表達(dá)的細(xì)微差別。這是生物學(xué)的一個(gè)新維度，可以為生物體如何運(yùn)作提供豐富的洞察和見解。

原位：細(xì)胞在它們的原生環(huán)境中進(jìn)行分析；

單細(xì)胞：逐一分析細(xì)胞，捕捉樣本內(nèi)細(xì)胞的多樣性和異質(zhì)性；

空間基因組學(xué)：分析樣本中細(xì)胞的相對(duì)（空間）位置和基因表達(dá)。

通過MERSCOPE系列平臺(tái)，Vizgen將MERFISH技術(shù)與高分辨率成像、流控技術(shù)、圖像處理和自動(dòng)化相結(jié)合，提供完整的端到端的空間基因組學(xué)解決方案，能獲得和完成高質(zhì)量MERFISH分析所需的所有組件和培訓(xùn)，包括了試劑、基因Panel設(shè)計(jì)和軟件解決方案。用戶可根據(jù)自己的研究?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)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(zhuǎn)技術(shù)，挑戰(zhàn)低質(zhì)量樣本檢測(cè)！

MERFISH 2.0技術(shù)可確保RNA斷鏈的共定位，提高低質(zhì)量RNA的檢測(cè)靈敏度，顯著增強(qiáng)探針的檢出信號(hào)，解鎖長(zhǎng)期保存/低質(zhì)量的FFPE樣本！

MERSCOPE 特點(diǎn)：

1、超高空間分辨率；

2、單張切片更大的檢測(cè)面積；

3、更快的掃描檢測(cè)速度；

4、更高的檢測(cè)靈敏度；

5、同一切片上同時(shí)檢測(cè)上千重基因與多個(gè)蛋白；

6、準(zhǔn)確的細(xì)胞邊界分析；

7、可適用長(zhǎng)期保存的FFPE樣本；

8、更多類型的樣本兼容：包括新鮮/固定冷凍組織、FFPE和細(xì)胞樣本等，物種不限于人類、小鼠、植物、渦蟲等；

9、可完全自由選擇基因Panel；

10、強(qiáng)大的核心光學(xué)組件。

應(yīng)用概述

MERSCOPE 是目前唯一獲得MERFISH授權(quán)的、商品化的、可實(shí)現(xiàn)成百上千種基因檢測(cè)的原位單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組研究平臺(tái)。

MERSCOPE 為腫瘤學(xué)、免疫學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、傳染病、發(fā)育生物學(xué)、植物學(xué)、農(nóng)業(yè)、細(xì)胞和基因治療等領(lǐng)域廣泛的基于全組織的基礎(chǔ)研究和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)提供了變革性的見解，是加速藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)的重要工具。用戶可根據(jù)自己的研究?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)基因Panel的類型，具有廣泛的適用性和靈活性。

應(yīng)用詳細(xì)列舉如下：

（1）腫瘤等復(fù)雜疾病藥物作用機(jī)制分析

（2）腫瘤等疾病發(fā)生機(jī)制、耐藥機(jī)制分析

（3）免疫治療新靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)

（4）微環(huán)境異質(zhì)性分析及生物標(biāo)志物篩選

（5）腫瘤鑒別診斷及伴隨診斷等標(biāo)志物開發(fā)

（6）神經(jīng)干細(xì)胞再編程及神經(jīng)退行性疾病的干細(xì)胞治療

（7）神經(jīng)退行性疾病中神經(jīng)環(huán)路的免疫調(diào)控及功能研究

（8）解析脊髓軀體運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)環(huán)路構(gòu)成及編碼原理

（9）解析損傷后脊髓神經(jīng)環(huán)路重建的機(jī)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(yīng)用MERFISH技術(shù)及MERSCOPE系列產(chǎn)品發(fā)表的高質(zhì)量研究項(xiàng)目文獻(xiàn)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。

1、MERSCOPE系統(tǒng)有更出色的檢測(cè)效率

2、MERFISH技術(shù)可繪制復(fù)雜組織中的細(xì)胞類型

3、MERFISH技術(shù)可原位顯示細(xì)胞與細(xì)胞之間的空間臨近和影響

4、MERSCOPE的大視野

5、MERFISH技術(shù)可高度多重RNA成像，多達(dá)10000個(gè)基因同時(shí)檢測(cè)

6、MERSCOPE系統(tǒng)兼容蛋白markers同時(shí)染色

7、MERCOPE系統(tǒng)助力創(chuàng)建高分辨率小鼠全腦細(xì)胞圖譜

8、MERFISH 2.0：低質(zhì)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(zhuǎn)圖片：

用戶評(píng)價(jià)：

Raymond Yip，澳大利亞WEHI研究所：

“這些數(shù)據(jù)著實(shí)讓我們大為驚嘆，因?yàn)樵诹淤|(zhì)樣本中我們竟然能夠檢測(cè)到數(shù)量驚人的轉(zhuǎn)錄本——幾乎是 MERFISH 1.0 技術(shù)檢測(cè)結(jié)果的 10 倍之多！”

9、MERFISH 2.0：人結(jié)直腸癌的FFPE樣本

使用MERFISH 2.0的人結(jié)直腸癌的FFPE樣本的空轉(zhuǎn)圖片：

用戶評(píng)價(jià)：

德國(guó)圖賓根大學(xué)醫(yī)院：

“我們之所以選擇MERFISH技術(shù)，是因?yàn)槠潇`敏度高且對(duì)組織樣本的要求相對(duì)較低。MERFISH 2.0 的驚人（亞細(xì)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(shù)據(jù)就可以驗(yàn)證項(xiàng)目的主要假設(shè)。非常感謝！！！”

10、MERFISH 2.0：小鼠的胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）的固定冰凍樣本

使用MERFISH 2.0的小鼠的胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）的固定冰凍樣本的空轉(zhuǎn)圖片：

用戶評(píng)價(jià)：

Marco Genua, San Raffaele-Telethon Institute for Gene Therapy (SR-TIGET)：

“MERFISH 和 MERSCOPE 是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的絕佳搭檔，這些數(shù)據(jù)對(duì)于剖析腫瘤微環(huán)境的復(fù)雜性至關(guān)重要。得益于 MERFISH 2.0 技術(shù)，我們獲得了令人驚嘆的數(shù)據(jù)，包括胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）組織的數(shù)據(jù)。對(duì)于這類組織而言，由于其高含量的組織內(nèi) RNase 導(dǎo)致的 RNA 質(zhì)量欠佳問題，將不再是技術(shù)上的限制因素。”