时空组学
Stereo-seq是国内生命科学龙头机构华大自主研发的时空转录组技术，该技术基于DNA纳米球（DNA Nano Ball, DNB）开发，是具有高通量、超高分辨率、大视场的原位全景式技术，可以实现同一样本在组织、细胞、亚细胞、分子“四尺度”同时进行空间转录组分析[1]。该技术通过时空芯片捕获组织中的mRNA,并通过空间条形码（Coordinate ID, CID）还原回空间位置，实现组织原位测序，为深入地了解细胞的基因表达及形态与局部环境之间的关系建立强大的研究基础[2]。
纳米级分辨率
实现亚细胞级分子定位
实现亚细胞级分子定位
Stereo-seq 技术的检测分辨率可达到500 nm，实现对单个细胞及分子信息进行空间定位和检测。
厘米级全景视场
定制芯片满足不同组织需求
定制芯片满足不同组织需求
Stereo-seq 标准Stereo-seq 芯片大小为1 cm × 1 cm，同时可依据组织大小定制不同尺寸的芯片。
技术流程
样本制备
对组织样本进行冷冻、OCT包埋和切片，并将其铺贴到时空芯片。每张芯片（1 cm × 1 cm）含有 4 × 10^8个带空间坐标的数据点，每个数据点的直径为220 nm，两个数据点的中心相距500 nm。
组织透化与文库构建
时空芯片上装载具有空间坐标信息的捕获探针，对组织切片进行固定和透化后，探针在芯片上原位抓取组织细胞释放的 mRNA 分子，随后进行cDNA合成与扩增。收集扩增后的cDNA，作为模板构建测序文库。
测序
用华大DNBSEQ系列高通量测序仪完成测序。
数据分析及可视化
您可以使用时空云平台（STOmicsCloud）在线上进行数据分析及可视化。您也可使用Stereo-seq分析流程软件包（SAW）自行进行数据处理获得基因的空间表达矩阵；矩阵可用于下游个性化分析。
时空转录组
时空多组学
STOmics® Stereo-seq 透化试剂套装
STOmics®Stereo-seq 透化试剂套装是用于摸索组织切片最佳透化时间的预实验试剂套装。Stereo-seq芯片P（透化测试芯片）上载有核苷酸捕获探针，与组织切片结合后通过探针原位抓取组织内的mRNA分子，再利用带有荧光标记的核苷酸进行cDNA合成。研究人员通过荧光显微成像可以快速判断特定组织的最佳透化时间（详细产品信息请查看附录1）。选择最佳的透化条件，更利于mRNA捕获，在组织移除干净且保持相同成像条件（包括亮度和曝光等条件）的情况下，以组织形态完整，荧光值最强且无弥散为最佳透化时间的判断标准。透化3min时，组织呈现同一皮层亮度不均匀的情况，说明透化不充分；透化12min时，细节清晰，信号均匀，亮度最大；透化24min时的信号弱于透化12min的信号；因此，最佳的透化时间是12min。
STOmics® Stereo-seq 转录组试剂套装
STOmics® Stereo-seq 转录组试剂套装是用于构建组织切片全转录本 3'端文库的试剂套装。Stereo-seq 芯片 T（时空 poly-T 芯片）上载有具有空间坐标信息的捕获探针，与组织切片结合后通过探针原位抓取组织内的mRNA分子并进行cDNA合成。研究人员通过DNBSEQ测序和STOmics®配套的可视化分析工具，可获取特定样本超高分辨率下的空间转录组信息。
配合使用Stereo-seq 建库试剂盒，可获得Stereo-seq 测序文库。高效的生化实验流程，强大的可视化分析工具，造就了超高分辨率的时空组学。
通过将多重免疫荧光（mIF）染色方法融入标准 Stereo-seq 转录组实验流程中，Stereo-seq 技术可对同一组织切片的RNA和蛋白质进行共检测，并在单细胞分辨率水平下实现多重蛋白的空间可视化。在不影响mRNA捕获的前提下，基于蛋白组图像和转录组数据的整合分析，研究人员可更深入地评估样本价值，解析复杂的病理和生理过程。
技术流程——超高分辨率的空间转录组与蛋白组共检测
生信分析工具
Stereo-seq时空组学技术为用户提供多种数据分析解决方案，除云端STOmics Cloud方案可通过用户回传测序数据及图像文件，实现数据云端分析及可视化展示之外，线下ImageStudio+SAW+StereoMap组合方案亦可对芯片进行图像处理、数据分析、可视化展示及结果调整等操作。
案例分析
单细胞和时空转录组分析揭示银屑病潜在致病机制
研究背景
研究策略
研究结果
银屑病是一种慢性、复发性、炎症性皮肤病，影响全球2%～3%的人口，被世界卫生组织列为最严重的非传染性疾病。银屑病的慢性炎症过程常导致骨关节、心血管等损害以及代谢异常，严重影响患者的生活质量。本研究利用单细胞转录组DNBeLab C4和时空组学技术Stereo-seq，描述了真皮内基质细胞的特征，并分析了成纤维细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞之间的相互作用，揭示了基质细胞参与银屑病炎症微环境的新证据。
本研究样本来源于17例银屑病患者，采集其皮损和非皮损皮肤样本以及6例健康个体皮肤。本研究结合单细胞RNA测序、空间转录组测序和批量RNA测序，系统解析银屑病皮损、非皮损及健康皮肤中基质细胞的异质性。通过364,098个单细胞数据，鉴定了成纤维细胞、血管内皮细胞（VECs）和平滑肌细胞（VSMCs）的亚群及其功能变化。
银屑病微环境细胞特征研究团队收集了17名银屑病患者和6名健康人，共获得37个新鲜皮肤样品，其中包括14对患者皮损和非皮损样品。 通过单细胞测序共得到364,098个细胞，共分为10个大的细胞类型。 接着将成纤维细胞分为8个亚型，包括WIF1+成纤维细胞、CCL19+成纤维细胞、PI16+成纤维细胞、FGFBP2+成纤维细胞、COL11A1+成纤维细胞、WNT5A+成纤维细胞、TNN+成纤维细胞和ANGPTL7+成纤维细胞。这些不同亚型的成纤维细胞在皮损中显示出明显基因表达差异，其中WNT5A基因的表达在皮损中上调。在皮损中WNT5A+成纤维细胞的比例（9.99%）显著高于非皮损 （3.55%） 和健康皮肤 （2.83%） 。与相邻匹配的非皮损相比，皮损中WNT5A+成纤维细胞数量增加，且与PASI评分呈正相关（r = 0.59，P < 0.05）。在病变皮肤中，观察到WIF1基因 （WNT抑制因子1）的表达降低和WIF1+成纤维细胞比例降低。轨迹分析显示WNT5A+成纤维细胞来源于WIF1+成纤维细胞。Stereo-seq和免疫荧光显示银屑病皮损真皮中有明显的WNT5A+成纤维细胞浸润。Stereo-seq还显示出成纤维细胞各种亚型在真皮中的空间位置差异。综上，团队描绘了银屑病炎症微环境中成纤维细胞亚型的特征，突显WNT5A+成纤维细胞对促炎和血管生成的重要作用。 WNT5A+成纤维细胞在皮损真皮乳头内聚集银屑病基质细胞之间的通讯然后，团队通过检测配体受体对基因的表达模式，评估了健康皮肤、非皮损和皮损中细胞通讯的强度。在所有细胞亚型中，WNT5A+成纤维细胞在皮损和非皮损上均表现出最强的外向输出相互作用强度。作为WNT5A的受体之一，MCAM同时在TIH5+血管内皮细胞和VCAN+血管平滑肌细胞呈高水平表达，并且在皮损中MCAM与WNT5A的相互作用强度显著。该研究还揭示了来自WNT5A+成纤维细胞的配体（COL1A1, COL1A2, COL4A1, COL4A2，COL6A3和TNC）与VCAN+血管平滑肌细胞以及ITIH5+血管内皮细胞上的受体（CD44, ITGA1, ITGA8, ITGA9, ITGB1）之间的通信频率，促进了皮损中的细胞相互作用。Stereo-seq显示皮损真皮乳头内存在WNT5A+成纤维细胞、VCAN+血管平滑肌细胞和ITIH5+血管内皮细胞共定位，并通过多重免疫荧光验证。这些来自基质细胞的配体和受体在皮损中的上调表达，以及细胞在空间上的相互临近，为银屑病皮损真皮乳头内细胞通讯提供了便利。基质细胞之间的通讯 总之，本研究描述了真皮乳头内基质细胞的特征，并分析了成纤维细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞之间的相互作用，揭示了基质细胞参与银屑病炎症微环境的新证据。这些发现对探索炎症过程中维持基质细胞平衡的策略，和开发银屑病新的药物靶点具有重要意义。 安徽医科大学第一附属医院汤华阳副教授为论文通讯作者。苏州大学第四附属医院（苏州市独墅湖医院）张博博士、三亚华大生命科学研究院梅俊谱生物信息副研究员、华大基因智惠医学研究院廖启军博士、安徽医科大学第一附属医院周珊和黄贺博士为论文共同第一作者。三亚智数生物信息工程师容哲柔参与项目分析并署名。
