建设者在前面的文章中汇总了空间转录组学技术现行的四种主流方法，其中空间条形码测序这一方法，通过使用空间条形码寡核苷酸阵列捕获组织RNA，来揭示RNA序列及其空间位置信息，目前来说在不同的空间转录组学技术中使用最广泛和商业可及，得益于10xGenomics在Visium产品上的推动，许多实验室都可以轻松获得。
再前面的文章描述了华大如何利用自己在测序芯片上的底层技术优势开发了高分辨率的时空组学Stereo-seq技术，而Stereo-seq本质上也属于空间条形码测序的一种。谈到了华大，谈到了独有的流通池和测序芯片，就会自然冒出来一个问题：Illumina为什么没有也去开发自己的类似的空间转录组学技术？Illumina定位测序端，在商业上与不同的组学公司如10xGenomics、nanostring等实现了市场合作，由于其在测序上的主导地位，也能从单细胞测序及空间条形码转录组测序等上游技术的开发和推广应用中持续受益。考虑到NGS上游竞争的不断推进，后续也很难断定Illumina在单细胞测序或者空间测序等方面是否会有战略的转变。但是，业界其实已经展示了如何利用Illumina的SBS测序并改造其测序流通池来实现空间转录组学的研究。在去年6月份发表的一篇《Cell》文章中，密歇根大学医学院的李俊熙等人报告了Seq-Scope这种用于单细胞和亚细胞研究的亚微米分辨率空间转录组学。基于空间条形码技术，Seq-Scope使用Illumina合成测序平台对随机条形码单分子寡核苷酸进行固相成簇扩增。用空间坐标注释得到的簇被处理后暴露RNA捕获部分，而这些捕获RNA的条形码簇定义了Seq-Scope的像素，它们彼此之间的距离约为0.5-1μm，实现了几乎可以与光学显微镜相媲美的分辨率。使用Seq-Scope，作者获得了转录组图像，清晰地显示了肝脏和结肠等的微观细胞和亚细胞结构。Seq-Scope改造了Illumina的MiSeq测序流通池，完美“骇客”了Illumina的SBS测序平台，能够在每mm2的区域内生成多达万簇不同的空间定义条形码，这比其他类似技术高出了几个数量级。与Stereo-seq相似，Seq-Scope实验分为两轮测序步骤：1st-Seq和2nd-Seq。1st-Seq生成高分辨率空间条形码（HDMI）+RNA捕获分子的物理阵列（因为是不是图案化流通池）、条形码序列信息及空间坐标。2nd-Seq捕获从放置在物理阵列上（与1st-Seq同一张流通池）的组织切片中释放的mRNA，并对捕获的包含cDNA和空间条形码信息的分子进行建库测序。与其他使用印刷点、珠子或纳米球的ST方法相比，Seq-Scope中条形码簇的密集和紧密排列提供了较高的转录组捕获效率。同时也具有可扩展性和适应性。虽然文章中使用了MiSeq平台，但理论上任何基于ensemble（扩增成簇）的测序平台都可以被用于生成空间条形码阵列。文章提到Seq-Scope另一个比较有趣的点在于大多数Seq-Scope分析都可以通过广泛使用的标准软件工具无缝执行的，例如Illumina自带的MiSeq控制软件/实时分析RTA和Seurat等；而Seq-Scope生成的高分辨率基因表达图像可以像荧光显微镜图像一样处理。而相对轻松和便利的数据分析将是一个具有吸引力的点。但由于Illumina测序仪及流通池的产品化固定设计，MiSeq的成像区域实际上是碎片化的，每个区域仅限于1mm直径的圆，而HiSeq（Rapid-Run）和NovaSeq则可以提供约90mm2和mm2不间断的成像区域，意味着能提供更大的视野。同时，基于图案化的流动池设计可以为HDMI编码的簇提供更明确的空间信息。然而，Illumina这种像纳米池子一样的图案化设计可能也会限制到RNA的有效捕获区域，导致RNA捕获效率降低。总体上来说，Seq-Scope单次运行可以产生超过2万个基因的表达成像数据，即能够以显微分辨率进行转录组成像。当然，由于是测序仪“标签外”使用，所以在实际操作中，不管是对流通池的拆解、冷冻组织切片的分割贴附、湿化处理都还需要耗费不少功夫。但至少说明，Illumina测序仪/流通池本身用于开发基于条形码的空间转录组学这条路是走得通的。不知道Illumina对此会不会有想法…转载请注明：http://www.0431gb208.com/sjsbszl/9169.html
