文献支持时空多组学服务-欧易生物

提供商 ：上海欧易生物医学科技有限公司

服务名称 ：时空多组学研究

一、技术介绍

肿瘤研究是科学家持续不断发力，期待假以时日可以攻克的难点。肿瘤微生物组研究、肿瘤代谢物研究、衰老微环境研究以及免疫抑制点研究都是科学界较为关注的主题。空间多组学在2022年被《Nature》杂志评为最值得关注的七大颠覆性技术之一，以单细胞技术为首的空间多组学技术将分子生物学研究从组织层面深入到了细胞层面，缺失的位置信息由空间技术补足。单细胞和空间，相辅相成，成为了生物研究领域的不可替代的关键技术。

①空间转录组

在生物体和器官组织中，细胞类型的组成、细胞之间的相对位置，以及细胞群体的基因表达水平，共同决定组织是否能行使其正常功能状态。单细胞转录组测序能够系统地、大规模地鉴定组织中的各种细胞群体的组成以及基因表达情况，能够解决细胞异质性的问题，找到疾病中起关键作用的细胞群体，但是却无法确定细胞的空间分布位置。原位杂交FISH能同时检测少数几个基因的表达分布情况，但无法实现高通量检测。
10x Genomics 公司提供的Visium空间基因表达解决方案（空间转录组），其通过将barcode原位标记技术和组织切片染色结合在一起，在空间分辨率下同时研究样本切片病理情况以及转录组表达信息。


②空间代谢组

AFADESI-MSI空间代谢组是一种高灵敏、高覆盖、宽动态范围、强特异性的组织中代谢物成像分析技术，灵敏度可达到pg级、代谢物含量动态范围跨越3个数量级，实现了组织微区的精确表征和质量数相近代谢物的准确识别，可对组织大小为1mm×1mm—15cm×10cm的样本进行代谢物空间成像分析。该技术解决了生物组织中低含量代谢物难检测、覆盖种类少和成像质量差等技术难题，可实现了生物组织中约1500个代谢物的同时成像分析，包括胆碱类、多胺类、氨基酸类、肉碱类、核苷类、核苷酸类、有机酸类、碳水化合物类、胆固醇类、胆酸类和脂质类等，并精确表征与识别功能代谢物在组织亚区域的分布特征。



AFADESI-MSI空间代谢组原理示意图

二、结果展示



图片说明：TME中免疫和代谢异质性之间的相关性


图片说明：空间分辨多组学揭示癌症肿瘤内异质性

三、经典案例

文章一
英文标题：Multi-omic profiling of clear cell renal cell carcinoma identifies metabolic reprogramming associated with disease progression
中文标题：肾透明细胞癌（ccRCC）的多组学分析确定与疾病进展相关的代谢重编程
发表杂志：Nature Genetics
影响因子：30.8
发表时间：2024年2月
作者单位：华中科技大学附属同济医院
研究材料：100份未经治疗的ccRCC样本、50份配对的正常邻近组织
欧易提供的技术服务：空间代谢组、空间转录组、单细胞转录组测序

研究背景：
肾细胞癌（Renal cell carcinoma，RCC）是全球十大常见恶性肿瘤之一，主要表现为透明细胞肾细胞癌（clear cell RCC，ccRCC）。尽管代谢紊乱是ccRCC的关键特征，但目前研究集中于代谢组分析，并未充分探讨基因组等变化与代谢紊乱之间的关联。因此本研究使用包括空间代谢组、空间转录组等技术深入探讨了ccRCC中肿瘤微环境（tumor microenvironment， TME）变化，揭示了ccRCC去脂质透明细胞分化的广泛恶性进展模式。

研究内容：
肾透明细胞癌（ccRCC）是一种复杂的疾病，具有显著的免疫和代谢异质性。对同济医院RCC（TJ-RCC）队列的100名ccRCC患者进行了基因组、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和空间转录组学和代谢组学分析。分析确定了四种ccRCC亚型，包括去透明细胞分化型（DCCD）-ccRCC，这是一种具有独特代谢特征的亚型。DCCD癌症细胞的特征是脂滴较少，代谢活性降低，营养吸收能力增强，增殖率高，导致预后不良。通过单细胞和空间轨迹分析，证明DCCD是ccRCC进展的一种常见模式。即使在I期患者中，DCCD也与更差的预后和更高的复发率有关，这表明它不能单独通过肾切除术治愈。

文章二

英文标题：Spatially resolved multi-omics highlights cell-specific metabolic remodeling and interactions in gastric cancer
中文标题：空间分辨多组学强调癌症中细胞特异性代谢重塑和相互作用
发表杂志：Nature Communications
影响因子：16.6
发表时间：2023年5月
作者单位：中国医学科学院药物研究所
研究材料：人胃癌组织7例
欧易提供的技术服务：空间转录组、空间代谢组、空间脂质组

研究背景：
代谢重编程被认为是肿瘤细胞的一个核心特征。另外，肿瘤和周围正常细胞（如免疫细胞和基质细胞）之间的代谢互动对癌症的发展和抗肿瘤免疫反应有深刻的影响。然而，鉴于细胞代谢网络的复杂性、肿瘤微环境的异质性和细胞间代谢通讯的多样性，要在多个分子水平上全面观察重新编程的肿瘤代谢和细胞间的相互作用仍然是一个挑战。对于这个问题，基于质谱成像（mass spectrometry imaging，MSI）技术的空间代谢组学可以提供有力帮助。
此外，空间转录组也可以揭示肿瘤代谢机制和肿瘤-微环境中的细胞-细胞互动的转录水平。当前，胃癌是全世界最流行的恶性疾病之一，尽管以往的研究促进了对胃癌生物学的理解，但是均质的前处理损失了组织结构和细胞所处的空间信息。因此，本文提出了一种整合空间分辨多组学（空间代谢组+空间脂质组+空间转录组）方法，以探索胃癌微环境中的细胞特异性代谢重塑和相互作用。

研究内容：
基于质谱成像的空间代谢组学和脂质组学与基于微阵列的空间转录组学的整合，以分层可视化同一癌症样本中的肿瘤内代谢异质性和细胞代谢相互作用。肿瘤相关的代谢重编程在代谢转录水平上成像，制造代谢产物、脂质和基因在代谢途径中连接，并在异质性癌症组织中共定位。来自空间多组学方法的综合数据一致地识别了复杂肿瘤微环境中的细胞类型和分布，肿瘤细胞接触相邻组织的免疫细胞主导的“肿瘤-正常界面”区域具有不同的转录特征和显著的免疫代谢改变。绘制组织分子结构图的方法提供了肿瘤内异质性的高度综合图像，并在系统水平上转变了对癌症代谢的理解。

四、欧易生物时空多组学服务优势

欧易生物自2018年起提供单细胞转录组测序服务，助力客户发表单细胞转录组、空间转录组、空间代谢组文章数量高达250+，致谢率80%，作者署名8篇，影响因子高达50.3。文章发表在Cancer Cell、Cell Discovery、Molecular Plant等国际知名杂志。在时空多组学联合方面，欧易生物服务客户发表国内首篇单细胞转录组联合空间转录组文章，首篇单细胞转录组联合空间转录组、空间代谢组文章，首篇植物单细胞转录组联合空间转录组、空间代谢组文章。欧易生物陆续引进多套10x Genomics、BD Rhapsody等国际主流单细胞分析平台，已在北京、广州、成都，武汉多地协同科研院所成立联合实验室，目前已建立完善的单细胞时空多组学平台，拥有超1,000㎡标准实验室和办公区，设备展示如下：
单细胞转录组平台：10x Genomics、BD Rhapsody、MobiNova
空间转录组平台：10x Genomics Visium、CytAssist、Xenium，华大时空组学
空间代谢组平台：Waters SYNAPT XS，AFADESI
高通量测序平台：Illumina X plus测序仪，华大T7 测序仪
其他仪器设备：SONY流式细胞分选系统、美天旎全自动样本处理仪器

单细胞转录组实验平台仪器：


10×Genomics平台                          BD Rhapsody平台                    墨卓MobiNova平台

空间代谢组实验平台仪器：



Waters SYNAPT XS                        AFADESI-MSI