在2020年的一项拜谒中，接头东谈主员将mRNA图谱分析和高内涵成像列为最有可能改换游戏规则的两项时代。如今，大限度多重空间RNA分析（如空间转录组学）将这两项时代承接在扫数chloe 调教，并放大了它们的上风。

咱们通过这篇著作，不单是是为了证明这项时代将若何让您的接头受益，更是为了向您展示这一丝。请看下图：

图1. 期骗小鼠组织图谱分析基因组合通过Xenium原位分析时代分析完好小鼠幼崽的FFPE切片。

这并不是免疫荧光，而是期骗Xenium原位分析时代分析的RNA。具体来说，这是1.77亿条转录本，来自整张组织切片上的140万个细胞，将它们承接起来可决然特定的细胞类型（用颜料示意），进而揭示特定的组织和结构。目下让咱们来仔细望望：

图2. 期骗Xenium Prime 5K分析和多模态细胞分割分析的FFPE小鼠结肠组织。

每个数据点齐代表一条单独的RNA转录本。有了这些数据，再加上期骗细胞分割功能以亚细胞分辨率同期分析成百上千个基因的才调，您不仅随机别离单个细胞，还能分析它们若何与控制细胞通信、特定的细胞邻域在健康和疾病中若何起反馈等等。

阅读下文，望望Xenium若何带您更深远了解每张组织切片：

更好地表征细胞类型和情景

更深远地了解细胞若何相互作用和通信

从样本中取得更全面的数据，同期不影响现存的分析物

01 多重空间基因抒发分析解锁相关细胞类型和情景的更多信息

多重RNA检测通过测定每个细胞中成百上千个基因，更显明地描述出细胞类型和情景，匡助您找到感酷爱细胞类型的最好标志物，以补充和增强现存器用。

细胞是说明它们抒发的特定基因来界说的。昔时，接头东谈主员每每依赖单个（或小数的）标志物来表征扫数群体。然则，这种设施存在一些风险，包括可能会为您感酷爱的细胞类型选定并非最好的标志物，或说明单一标志物将异质性的细胞放在扫数。

举例，GFAP是星形胶质细胞的经典标志物，但这类细胞在疾病和炎症发生时会分裂为多个群体(1)。单一或小数的卵白标志物可能无法全面贯通这些细胞情景，至极是当您事前不知谈每种细胞类型（亚型）的标志物时。与卵白质组学设施比拟，基于大限度多重RNA的高内涵成像时代随机同期测定更多基因，并贯通这些细胞情景（图3）。

图3. 期骗Xenium东谈主类肺部基因组合深远表征簇新冷冻东谈主类肺癌组织切片中的细胞类型。A. 图中绘图了肺癌样本（肺原位腺癌）华夏生空间布景下的细胞类型（以不同颜料示意）。B. A图描述的细胞类型的聚类和瑰丽。图片改编自Haga et al. 2023中的图6I。(CC BY 4.0).

图3展示的是Hega等东谈主分析的肺癌切片(2)。期骗Xenium东谈主类肺部基因组合，接头东谈主员随机不雅察每个细胞中的数十条转录本，然后期骗这种多重基因抒发数据对同样的细胞进行“分类”。他们为每种细胞类型分派了不同颜料，并绘图了它们在扫数组织中的定位（图3A）。他们还能不雅察到不同的细胞类型是若何聚会在扫数的（图3B）。这关于分析整张组织切片上的细胞邻域很有价值，但多重RNA分析还能带您了解更多（图4）。

图4. 期骗Xenium对肺癌中的细胞亚型进行高分辨率可视化。A. 图中显现了图3中的部分肺癌样本，展示了多样肺部巨噬细胞和免疫标志物的空间散布和共定位。B. 图中显现了图3B中的部分组织，展示了多样免疫标志物在肺部巨噬细胞（MARCO+细胞）中的相反抒发。图片改编自Haga et al. 2023中的图6J。(CC BY 4.0).

注：图4所使用的细胞分割是Xenium的早期版块细胞分割。目下首选的细胞分割设施是使用多种步地学染料对细胞范畴和里面进行染色，并期骗特意的算法进行准确分割。点击此处，了解最新的Xenium细胞分割设施的更多信息。

在统一张组织切片上，接头东谈主员以肺部巨噬细胞标志物MARCO（黄色）为例，展示了高度多重RNA分析若何更好地别离细胞亚群。有了丰富的数据集，他们随机重新表征组织中多样不同的MARCO+肺部巨噬细胞。值得留意的是，其中两种亚型（FABP4+和SPP1+）具有潜在的临床风趣，因为它们“……会影响隔邻的成纤维细胞，并可能导致肺泡塌陷，”这是一种与肺部结构和功能相关的宏不雅变化。

扩张到这种设施对您我方的使命也有公正：多重空间RNA分析让您随机不雅察更多基因，为您提供更多的数据点来决然组织中的细胞类型、情景和位置。这不错当作接头的非常，理解组织的潜在生物学特征，也不错匡助您选定更好的标志物，以便开展更有针对性的卵白质组学接头。

02 多重RNA分析更深远地描述细胞若何臆想和通信

RNA通过更详实地描述分子、细胞和组织层面上的举止来匡助您贯通复杂的生物学。

细胞不仅会战斗，也会交谈。了解单个细胞中的举止，其控制细胞中的举止，以及它们若何当作一个合座进行通信，对捕捉组织生物学的更大图像至关艰难。

传统的设施通过分析几个标志物来进行邻域和配体-受体分析，但多重单细胞空间RNA分析将标志物数目擢升了几个数目级，可匡助您扩大分析范围（图5）。

图5. 脊髓中多发性硬化病灶的Xenium分析。A. 多样与健康和疾病臆想（DA）的胶质细胞在脊髓中的空间散布。B. 脊髓中的多发性硬化病灶“区室”内每个细胞的细胞间相互作用收集。图片改编自Kukanja et al. 2024中的图4A和图5C。(CC BY 4.0).

在这篇2024年发表的论文中，接头东谈主员期骗多重空间RNA分析来探究脊髓中的多发性硬化病灶(1)。当先，他们表征了脊髓内的细胞情景（图5A），并决然出与疾病臆想（DA）的胶质细胞。接着，他们期骗细胞控制和基因抒发分析开荒了病灶“区室”内每个细胞的相互作用收集（图5B）。以此为基础的配体-受体分析提倡了一个假定：DA小胶质细胞受到DA少突胶质细胞的调控，并导致多发性硬化症中这些（极度他）细胞类型的失调。

第二个例子来自非因生物（Fynn Biotechnologies），接头东谈主员期骗Xenium对免疫调养后有应酬和无应酬的乳腺癌患者进行了比较(3)。期骗Xenium东谈主类乳腺基因组合提供的几百种标志物，他们随机表征多种细胞类型。在这些细胞类型中，唯有两个细胞群（CTLA4+/CD8+效应T细胞和PD-L1+巨噬细胞）与应酬患者的乳腺癌细胞共定位（图6）。

图6. 细胞共定位揭示了应酬者稀薄的免疫细胞与癌细胞之间的相互作用。多个乳腺癌组织的Xenium分析标明，在对免疫调养产生应酬的患者中，特定的免疫细胞类型（红色、粉红色）与肿瘤细胞（蓝色）共定位。图片改编自Wang et al. 2024中的图5C。(CC BY 4.0).

将这一丝应用于您我方的使命中：通过对单细胞的显明分割，决然不同细胞类型的才调以及不雅察它们若何与其他细胞共定位，让多重空间RNA分析随机更平庸、更深远地揭示细胞间通信，并更好地了解组织微环境。

03 多重RNA分析提供样本的更全面数据集，同期不影响现存的分析物

Xenium与组织切片上基于组织学和抗体的检测设施兼容，包括H&E染色、免疫荧光和免疫组化，随机完了果然的多维分析。

多重RNA分析很好。若是能保留现存的分析设施，从组织中获取更多信息，那就更好了。让咱们来展示一下：

思象一下，上述视频是对您我方的组织样本进行的Xenium分析。与您现存的使命经过同样，组织已通过H&E和多种步地学染料（细胞核、细胞里面、细胞膜等）进行染色，然后成像。放大图像后，您不错关闭或翻开H&E染色，稽查组织的合座步地，或切换不同的步地学染料。

在此基础上，Xenium让您随机选定感酷爱的区域（最大不错遮盖整张组织切片），单独切换和不雅察多达5，000个基因的转录本，稽查颜料编码的细胞类型和情景等。在经验过染色和Xenium经过的组织切片上，您还不错将这一功能与获取免疫荧光*（IF）数据（图7）以及基于Visium HD测序的空间转录组学数据的才调承接起来。将经典经过与RNA分析相承接，您不错从组织样本中取得更丰富的数据集，同期不会影响现存的分析物。

图7. 通过RNA和IF对阿尔茨海默病小鼠模子的脑组织进行分析。淀粉样斑块（白色）的IF周围存在与稳态和损害臆想的星形胶质细胞和小胶质细胞（分别为绿色和粉红色）。数据起头于应用指南《期骗Xenium原位分析以亚细胞分辨率探索阿尔茨海默样病理》。

* 按照最新的时代指南，IF可在Xenium分析后进行，Watson等东谈主在2024年的接头(4)中展示了在Xenium分析后的组织上完了多达16重的免疫荧光染色。

总之，在一张Xenium分析后的切片上，您不错开展IF以检测卵白质，开展H&E染色以进行步地学分析，然后平缓地将这些效果与援助图像配准相整合，同期不雅察这些输出效果。这种带有RNA信息的多组学设施为您的成像接头增添了一个全新的维度，同期让传统的分析物保抓完好（如IF和H&E染色）。

04 结语：捕捉一张更大的图像

本文先容的执行程序展示了多重空间RNA分析整合到成像接头中将若何为组织生物学提供变革性的观念，让接头东谈主员在不影响现存分析物和设施的情况下更深远地了解细胞通信、细胞类型和疾病机制。点击阅读原文，咱们诚邀您探索示例数据集，望望它还能为您带来什么。

临了，尽管这篇著作重心先容了基于成像的空间转录组学设施（如Xenium原位分析）的上风，但关于但愿进一步增强组织接头的接头东谈主员来说，咱们还建议试试Visium HD（图8）。这种基于NGS的雄壮时代进一步补充了成像设施，提供了单细胞措施的空间贯通全转录组数据，并带来了整张组织切片上基因抒发模式的更全面视图。您不错通过示例数据集亲自体会，或者更深远地了解这项时代。

图8. 期骗Visium HD和H&E染色分析的东谈主类FFPE结肠癌组织。东谈主类结肠样本的Visium HD空间分析展示了讲究的分辨率，并隆起了扫数组织内的异质性组织结构，同期还能期骗H&E染色对统一张切片进行和约略的步地学分析。

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参考云尔:

1. Kukanja P， et al. Cellular architecture of evolving neuroinflammatory lesions and multiple sclerosis pathology. Cell (2024). doi: 10.1016/j.cell.2024.02.030 

2. Haga Y， et al. Whole-genome sequencing reveals the molecular implications of the stepwise progression of lung adenocarcinoma. Nat Commun (2023). doi: 10.1038/s41467-023-43732-y

3. Wang N， et al. Spatial single-cell transcriptomic analysis in breast cancer reveals potential biomarkers for PD1 blockade therapy. Research Square (preprint) (2024). doi: 10.21203/rs.3.rs-4376986/v2

4. Watson Schloe 调教， et al. Fibrotic response to anti-CSF-1R therapy potentiates glioblastoma recurrence. Cancer Cell (2024). doi: 10.1016/j.ccell.2024.08.012