米兰官网-新技术有望叩开疾病研究的“黑匣子”—新闻—科学网

8月28日，由华年夜生命科学研究院牵头设置装备摆设的基因组多维解析技能天下重点试验室结合多家机构，于《细胞》发布最新版本的时空组学技能Stereo-seq V2。该技能乐成解决了困扰医学界多年的福尔马林固定白腊包埋（FFPE）样天职析难题，初次实现了于统一张构造切片上，同时对于人体细胞及入侵微生物的基因勾当举行高分辩率“现场直播”。

该技能犹如一把全能钥匙，有望打开医学界存档临床病理样本的“黑匣子”，叫醒甜睡的医学宝藏，鞭策生命科学研究从“瞥见细胞”到“看懂细胞与微生物疆场”的精准医学时代。

修复病理样本信息

FFPE（福尔马林固定白腊包埋）是一种经典的生物构造生存技能，可以理解为建造“构造标本虎魄”。于世界各地的病院病理科，生存着海量的FFPE样本，大夫从患者身上取下病理构造（如肿瘤活检），先用福尔马林溶液将其“定格”，再用白腊包裹，使其能于室温下持久生存。经由过程切片，科学家们可以从这些样本中提掏出DNA、RNA及卵白质等组学信息举行疾病研究。

然而，FFPE样本因颠末福尔马林溶液固定及白腊包埋，于获得生存的同时，病理构造中的遗传物资特别是RNA亦造成为了严峻的粉碎。传统处置惩罚FFPE样本的要领年夜多采用预先设计基因探针，与RNA举行杂交捕捉，但存于靶向性限定、敏捷度有限、没法原位联系关系微生物等难题，难以有用读取此中的信息，拦阻了后续的病理研究。

怎样解锁这些生存着病理构造的“时间胶囊”，再现病理样本信息，成为精准医疗范畴亟待解决的难题。

针对于FFPE样本RNA降解严峻、份子交联、信息捕捉不全等难题，来自华年夜的研究团队开发出了Stereo-seq V2技能。比拟起2020年华年夜发布的时空组学技能Stereo-seq，该技能于继续原有版本的单细胞分辩率与超年夜视线的基础上，实现了多项要害技能进级，不仅可以或许周全解锁FFPE样本、捕捉全种类的RNA份子，还有能同步解析宿主与微生物转录组。

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“这项技能就像一名‘文物修复专家’，可以无偏的捕获FFPE样本中的RNA片断，纵然于RNA完备性较差的前提下，依然可以或许清楚绘制肿瘤内部的基因表达舆图，切确区别出癌区、免疫细胞浸润区及坏死区。”论文配合通信作者兼第一作者、华年夜生命科学研究院专项科学家李杨说道，这能让科研职员从病理构造中检测更多的基因，发明年夜量以往被纰漏的微小信息，重现病理样本信息。

绘制细胞与细菌的“高清疆场舆图”

“最年夜的技能挑战是怎样于FFPE样本实现高效、无偏的RNA捕捉。传统技能要领于FFPE样本捕捉效率极低，要末通量低、要末有靶向限定。”李杨回忆道。

为此，研究团队冲破性地采用随机引物介导的原位捕捉与毗连方案，经由过程巧妙设计带有定位标识的毗连探针，使随机引物延长后的cDNA片断可以或许被芯片捕捉。经多轮优化引物长度、杂交前提、酶反映系统等，终极于包管单细胞级别分辩率的同时，年夜幅晋升了捕捉效率及样本顺应性。

别的，于传染性疾病及肿瘤样本中，怎样看清人体细胞与病原体之间的互动，对于疾病研究具备主要意义。研究职员应用Stereo-seq V2技能，实现了于不预设方针的环境下，同时捕捉并定位样本中所有人类基因及微生物的RNA。这相称在为科学家提供了一张超高分辩率的“疆场及时舆图”，上面清楚地标出了我方军队（各种免疫细胞）的部署，以和敌军（各种病原体）的藏身的地方及勾当轨迹。

例如，于对于结核病患者的肺部FFPE样天职析中，研究职员经由过程该技能不仅清楚看到了肺部差别区域的免疫细胞漫衍状况，还有精准定位告终核杆菌的埋没位置，甚至发明了一群堆积于细菌周围、正于活跃孕育发生抗体的B细胞，犹如给人体细胞及结核菌做了一次“空间CT”。这类“敌我同察”的能力，因此往技能没法实现的，有望为疫苗及抗体药物研发提供精准靶标。

叩开生命科学“黑匣子”

该研究用时三年，结合了来自华年夜、中国科学院微生物研究所、上海市肺科病院、中国科学院基础医学与肿瘤研究所、同济年夜学等多个单元的团队，形成为了“技能开发-样本提供-生物学阐释-临床验证”的全链条协同模式。

“于互助历程中，咱们经由过程整合各家单元上风，按期开展学术钻研会、数据同享、结合攻关要害技能瓶颈，实现了技能冲破到多种疾病类型运用的快速迭代三木SEO-，为叩开生命科学的‘黑匣子’提供了主要东西。”李杨先容。

据先容，于临床运用层面，Stereo-seq V2有望于多个范畴阐扬作用。例如，于肿瘤精准医疗范畴，大夫将可以或许经由过程阐发乳腺癌等样本，辨认出与患者预后紧密亲密相干的基因拷贝数变异，甚至发明致使耐药的新型基因剪接异构体，从而为个性化医治提供决议计划依据。

对于在棘手的传染性疾病，该技能有望直接于构造切片上定位疑问病原体，并评估宿主的免疫反映，引导精准用药；于抗体药物研发方面，该技能可以或许快速发明并定位病原体特异性中及抗体克隆，加快抗体药物筛选。此外，Stereo-seq V2的解析能力也将进一步鞭策神经科学及发育生物学等范畴的成长，助力科学家们对于贵重的存档脑构造等样本举行高分辩率空间图谱阐发。

“Stereo-seq V2不仅是一项技能进级，更是一个强盛的生命数据引擎，它将驱动基础研究、临床诊断及新药研发进入一个越发精准、周全及原位的空间多组学时代。”基因组多维解析技能天下重点试验室主任、华年夜集团首席研究员徐讯暗示。将来，研究团队将进一步推进Stereo-seq V2技能的临床转化事情。例如，与多家病院互助开发基在FFPE的肿瘤微情况分型、传染病原体空间诊断等产物；经由过程原位筛选病原或者肿瘤特异性抗体序列，加快抗体药物发明；开发配套试剂盒与主动阐发软件，降低技能利用门坎，促成技能普和等。

相干论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.08.008