近日，东南大学联合华大生命科学研究院、福建省妇幼保健院、四川大学、中国香港中文大学（深圳）等机构，利用华大时空组学技术Stereo-seq，成功构建全球首个单细胞精度的小鼠“3D数字胚胎”。该研究成果在Cell发表，为哺乳动物早期器官发育提供重要参考图谱，更为先天性心脏病等出生缺陷防治提供基础科学依据。
与传统二维空间组学相比，3D重构技术不仅能获取细胞的空间位置信息，还能解析组织的三维形态结构（如厚度、外形等），从而系统阐释细胞及分子活动在组织整体中的空间关联。3D图谱研究中提供的真实的器官形态学与结构学数据，在组织器官发育研究中也具有重要价值。因此，3D重构正逐渐成为当下生命科学研究的 “刚需”。
华大时空组学技术Stereo-seq，凭借高分辨率空间定位、单细胞水平分析等优势，为开展3D重构研究提供了有力工具。在胚胎发育研究中，Stereo-seq是如何助力研究人员实现3D重构的？一起来解锁吧。
Stereo-seq助力构建“首个单细胞分辨率小鼠3D数字胚胎”
在小鼠3D数字胚胎研究中，科研人员借助时空组学技术Stereo-seq，对小鼠原肠运动后期至器官发生初期三个关键时间点（E7.5, E7.75, E8.0）的六个完整胚胎进行连续切片和测序，成功捕获了104,343个高质量细胞，构建了高分辨率的三维动态“数字胚胎”。数字胚胎胚层结构清晰，准确还原了脊索、原条、原结等组织的形态特征。
对于肠道发育，研究人员基于Stereo-seq对小鼠胚胎肠道发育进行高分辨率三维建模，揭示了从原肠运动后期到器官发生早期肠道细胞类型的动态变化、空间分布及关键基因表达特征，解析了原始肠管形成的早期事件和细胞亚型的时空特征，尤其是原始肠管在E8.0阶段形成“鞍状”结构，其后部与背前肠内胚层相连，从而建立了管状组织，为理解肠道发育机制提供了重要依据。
Stereo-seq助力构建“首个高分辨率人类数字3D原肠胚”
除了助力构建单细胞精度的“小鼠3D数字胚胎”，早在2024年，研究人员就基于Stereo-seq，构建了首个“高分辨率人类数字3D原肠胚”。在该研究中，科研人员对完整的Carnegie Stage 8（CS8）期人类胚胎的62个横截面切片进行分析，通过3D重构技术，构建了人类胚胎的3D模型，详细揭示了沿前-后、内-外和背-腹轴的不同细胞类型及其位置。
该研究分析了胚胎中胚内和胚外组织的谱系轨迹和调控网络，识别出关键的信号中心及其在谱系进程和组织模式形成中的作用，为人类原肠胚发育提供了新的见解。相关研究成果在Cell发表。
依托Stereo-seq，华大时空组学推出了适用于新鲜冷冻样本的时空转录组FF V1.3、适用于石蜡包埋样本的时空转录组FFPE、适用于大尺寸组织的时空转录组大尺寸芯片，以及时空蛋白转录组Stereo-CITE等产品解决方案。
时空组学产品方案
四大产品方案通过创新组合，实现了从2D到3D、从单组学到多组学的突破，通过深度挖掘和呈现样本的多维度空间信息，为组织器官结构解析、肿瘤异质性研究、胚胎发育等领域的3D重构研究提供了坚实的技术支撑。
组织器官3D重构的研究思路
结构决定功能，系统了解从受精到成熟个体全生命周期的3D多组学过程才能更好理解和认识生命的时空演化规律。目前时空组学产品方案已广泛应用于组织器官的3D图谱构建，未来，随着技术的迭代升级，时空组学将进一步赋能研究人员理解器官结构和功能之间的关系，深入探索生命三维密码。
当前，华大时空组学已与国内外30余家头部生物科技公司建立合作关系，形成覆盖生命发育、疾病病理机制、脑科学及植物科学等多领域的时空组学服务生态圈。无论您是聚焦基础生命过程解析，还是临床疾病研究或农业生物育种等方向，均可便捷对接国内外合作机构，高效开展时空组学相关研究。
