技术新突破 | Stereo-CITE-seq实现超高空间分辨率共检测组织全转录组和蛋白质

近日，深圳华大生命科学研究院时空团队在预印本平台BioRxiv上发表重磅技术文章《Integrated Spatial Transcriptomic and Proteomic Analysis of Fresh Frozen Tissue Based on Stereo-seq》，开发了一种具有高空间分辨率、重复性和准确性的空间多组学技术Stereo-CITE-seq，该技术将空间基因表达和蛋白质分析相结合，实现了对免疫器官的全转录组和蛋白质标记物的精确共检测。

bioRxiv官网截图

在单细胞分辨率水平上解析细胞中RNA和蛋白质的空间分布，对于全面了解健康和疾病中的生物过程具有重要意义。而目前可同时检测同一组织切片RNA和蛋白质的空间多组学技术，要么受到低空间分辨率的限制（如SPOTS、SM-Omics和DBiT-seq），要么缺乏RNA检测的多重性且不允许进行全转录组分析（如CODEX、IMC、Xenium）。因此，急需开发出一种具有高空间分辨率和检测多重性的多组学分析方法。

由华大时空团队开发的空间多组学技术Stereo-CITE-seq，通过结合CITE-seq（Cellular Indexing of Transcriptomes and Epitopes by Sequencing）和Stereo-seq（Spatial Enhanced REsolution Omics-sequencing）两种现有技术，实现了以高空间分辨率对同一组织切片的RNA和蛋白质的共检测。该技术依赖于在Stereo-seq芯片上使用poly（dT）寡核苷酸来捕获抗体衍生标签（antibody derived tag，ADT）和mRNA，然后逆转录ADT和mRNA以获得空间信息。释放后，通过磁珠纯化分离ADT产物和cDNA，并通过PCR和测序生成ADT和基因表达图谱。

Stereo-CITE-seq工作流程图

华大时空团队首先使用10种识别不同的T细胞、B细胞、巨噬细胞和成纤维细胞抗体，通过Stereo-CITE-seq检测冷冻小鼠脾脏切片的蛋白质组，表明该技术可用于在空间上解析T细胞和巨噬细胞亚群，并证实了ADT检测的可靠性。

小鼠脾脏的Stereo-CITE-seq分析

其次，对小鼠胸腺组织进行Stereo-CITE-seq分析，共设计了17-plex抗体组来识别胸腺细胞、髓系细胞、B细胞、成纤维细胞和内皮细胞。结果显示，空间ADT表达模式忠实地再现了预期的胸腺组织，鉴定了胸腺中两个具有不同定位和起源的巨噬细胞群。

接着，基于基因表达、ADT表达和多组学数据，在不同空间binning分辨率下对空间条形码进行非监督聚类，发现更高的binning分辨率，如bin 50、bin 20，会产生更精细的聚类空间分布，且使用totalVI对ADT和基因表达的综合分析使得空间聚类分布更加精细，尤其是在皮质-髓质连接处区域。

小鼠胸腺的Stereo-CITE-seq分析

最后，华大时空团队使用与上述相同的17-plex ADT组，结合单标记免疫荧光染色和蛋白质组学分析，证明了小鼠胸腺组织研究中Stereo-CITE-seq的重复性和准确性。

小鼠胸腺组织研究中Stereo-CITE-seq的重复性性和准确性

综上，深圳华大生命科学研究院时空团队展示了时空多组学技术Stereo-CITE-seq在免疫器官中以超高空间分辨率（500 nm）对RNA和蛋白质的共检测能力，并证实了该技术的重复性和准确性。目前，华大时空团队仍在持续优化Stereo-CITE-seq，进一步提升蛋白质检测的重数与转录组的捕获效率，同时，后续也将推出Stereo-CITE-seq试剂盒试用活动，敬请期待。

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