时空转录组大尺寸芯片产品方案可实现从组织到数据的全流程覆盖，兼具“纳米级分辨率”与“厘米级全景视场”的双重优势。该产品方案兼容尺寸>1 cm*1 cm的芯片，最大支持13 cm*13 cm的规格，并可根据需求灵活定制芯片尺寸；适用于全物种新鲜冰冻样本，利用带有空间坐标信息的捕获探针实现无偏全转录组原位捕获，开创了对整个组织切片进行全转录组研究的先河。
该产品方案的核心是时空大芯片技术，可单次覆盖大尺寸样本，完整解析组织全貌及多区域毗邻关系，有效规避切片拼接误差；同时，它可保障实验一致性、减少批次效应，还能显著提升检测通量与效率，缩短研究周期并降低成本，助力实现更高效、更精准的研究。
时空转录组大尺寸芯片产品方案到底有多硬核？一起来看其在小鼠胚胎和人前列腺癌中的案例解析吧。
在小鼠胚胎（E18.5）中，时空转录组大尺寸芯片产品方案不但能以单细胞分辨率在更大范围内同片检测到多种器官的信息，而且能观察组成各器官的不同细胞类型，精准解析不同器官的空间表达特征。同时通过Cellbin层面的分析揭示了小鼠胚胎骨发育机制。
2023年Nature Communications中的一篇文章[1]同样也进行了小鼠胚胎的研究，这篇文章使用了10张切片来定位各个器官用以研究器官发生的分子构成。
而在小鼠胚胎（E18.5）样本中，仅用一张1 cm*2 cm的时空转录组大尺寸芯片，就可实现对多个器官同时进行空间定位研究，获得各器官每个细胞中的基因数，并解析不同器官的细胞组成。例如，在脑组织中可以观察到典型的前脑皮层层级结构的分布特征。
小鼠多种身体结构中不同骨的发育过程
通过该小鼠胚胎时空转录组大尺寸芯片检测结果，可同时观察到多种身体结构中不同骨的发育过程，包括膜内成骨、软骨内成骨以及牙槽骨。将所有骨细胞进行时序分析后，可看到骨的发育是由间质细胞向两个方向发育为软骨和骨细胞。此外，还可看到牙上皮和牙间质是区别于身体结构中各种骨的细胞分布（图中的Cluster6）。
不同骨组织在骨发育过程中的不同阶段
研究表明，小鼠下颌骨，脊椎，肋骨，盆骨和四肢长骨的发育是依靠软骨内成骨过程，骨折愈合也是依靠软骨内成骨来恢复。软骨内成骨的过程是软骨细胞通过扩增，膨大后凋亡逐渐被骨替代。
时空转录组大尺寸芯片检测结果中除可观察到小鼠不同骨的发育过程外，还能观察到不同骨组织在骨发育过程中的不同阶段，并精准定位各种骨发育相关的细胞或结构。例如，可观察到盆骨和肋骨仍处在全部为软骨的阶段，四肢长骨和脊柱是正在处在软骨内成骨替代的过程，而下颌骨已经基本完成了骨替代，说明下颌骨的发育是早于其他骨组织的。
而在骨小梁和肥大软骨细胞区域，当肥大软骨细胞结构周围呈现显著空腔时，骨小梁仍维持条索状形态结构；与此同时，能够清晰观察到肥大软骨细胞marker基因Mmp13与骨小梁marker基因Spp1在相应区域呈现原位分布。
利用CellBin水平分析，时空转录组大尺寸芯片产品方案助力研究人员在人前列腺癌中进行深入探索。相对于之前的研究[2]，借助于大芯片，研究人员可以将不同的上皮细胞类型在整个前列腺中进行精准定位研究，这为后续分析及更深入探索奠定了至关重要的基础。
前列腺癌研究一直存在前列腺组织体积大，异质性高的难题。凭借大芯片的优势，使用2 cm*3 cm的时空转录组大尺寸芯片可直接覆盖整个前列腺癌的横断面，可捕获379万个细胞，细胞基因中位数为418。
通过对前列腺癌整个横断面的上皮细胞进行全面分析，发现肿瘤主要分布于移行区的边缘部位，此区域通常是前列腺良性增生的主要发生区域。此外，在癌症区域外鉴定出Club Cell1。研究表明，Club Cell1具有干细胞样特性，可能是引起前列腺癌复发的潜在来源[3]。
若您对上述案例感兴趣，可通过华大时空组学官网链接下载对应案例的DEMO数据，查看详细数据集的表现细节。https://www.stomics.tech/col1438（复制链接到浏览器打开）
[1] Qu, Fangfang, et al. Nature Communications 14.1 (2023): 4599.）
[2] Berglund, Emelie, et al. Nature communications 9.1 (2018): 2419.
[3] Bian,Xiaoiie,etal.Advanced Science 11.18(2024):2305724
