【空間多組學】分析無界,效率升維丨安捷倫研究方案智繪未來
前 言
幾乎所有復雜的生物學現象都發生在三維空間中??臻g組學技術能夠在細胞原生微環境中測量細胞的分子特征,進而解析細胞相互作用的原理及組織形成機制。(Cancer Cell,2024 Oct 14;42 (10):1653-1675) 近年,空間多組學技術正逐步實現深度融合,國內外多項研究通過關聯分析空間轉錄組與空間代謝組數據,從“因”“果”兩個層面更為深入地闡釋了細胞組織工作的生物學原理 (Journal of Pharmaceutical Analysis 13 (2023) 851e861)。
安捷倫作為全球分析化學與生命科學研究領域的卓越方案供應商,我們致力于為客戶提供可靠、經濟、實用的儀器、試劑、軟件和服務。本文梳理匯總了與空間轉錄組及空間代謝組緊密相關的安捷倫前沿產品和研究方案,旨在為科研人員提供精準的實驗分析工具,助力提升研究效率,推動空間組學研究的快速發展。
Agilent 空間多組學研究方案
Part 1:Agilent 產品助力
空間轉錄組學研究
空間轉錄組學實驗分析方法,主要依靠鋪設在載片上的寡聚脫氧胸腺嘧啶核苷酸 (dT) 探針捕獲對應組織切片區域細胞基質內的信使核糖核酸 (mRNA)。由于捕獲探針末端連接了能標識空間位置信息的特定核酸序列 (spatial barcode),進而通過測序技術,可分析獲得組織切片各位點不同基因的 mRNA 表達水平。
然而,現有的空間轉錄組學實驗方法成本高、捕獲面積小、與 H&E 染色不兼容等限制因素,也制約了該技術進一步的廣泛運用。(Nat Methods. 2024 Nov 19. doi: 10.1038/s41592-024-02501-5.)。Agilent 數款杰出產品可有效地幫助科研人員突破這些瓶頸,大幅提升研究效率。
1
Agilent SurePrint G3
高密度定制長寡核苷酸芯片
基于安捷倫原位合成工藝制作的寡核苷酸芯片具有以下優點:
◆ 面積大,密度高。覆蓋面積最高可達 11.31cm2,包含 974,016 個探針簇 (spot)
◆ 定制靈活,可按 x-y 坐標在不同物理位置打印不同序列的寡核苷酸
◆ 成本低
◆ 兼容蘇木精 - 伊紅 (H&E) 染色,
◆ 適配主流顯微鏡及自動化成像平臺。
目前,Agilent 提供四款不同規格的 SurePrint G3 定制化寡核苷酸芯片。

2
Agilent Dako CoverStainer
多功能染色封片機

Agilent 全自動組織染色平臺
Dako CoverStainer
為了能更好地在后期數據分析過程中甄別、鑒定特定基因在組織不同區域的表達分布,需在組織切片透化前對其進行染色(如 H&E 染色),并通過顯微成像保留其形態學信息。Agilent Dako CoverStainer 系統在組織染色應用中具有全自動化、支持編程、速度快、通量靈活、適用樣本范圍廣等優勢。
3
Agilent BioTek Cytation
多功能成像平臺

Agilent BioTek Cytation 5
針對實驗過程中涉及的透化條件摸索,以及測序數據與形態學信息的關聯分析,實驗室需要建立熒光和彩色明場的快速自動成像及圖片處理能力。Agilent Cytation 及 Lionheart 自動成像平臺,能完全滿足空間轉錄組學研究中的拍攝需求。
4
Agilent Fragment Analyzer
片段分析儀

Agilent 5200/5300/5400 片段分析儀系統
從芯片上回收的 cDNA 產物、添加測序接頭后的 DNA 核酸文庫,都需要檢測其片段分布范圍。Agilent 基于自動化毛細管原理開發的 Fragment Analyzer 平臺,結合專屬的 DNF-474 高靈敏度 NGS 片段分析試劑盒,組成了空間轉錄組學相關核酸質控的最佳方案。
Part 2:Agilent 質譜平臺助力
空間代謝組學研究
空間代謝組學是整合質譜成像和代謝組學 (Metabolomics) 技術,對動/植物組織中代謝物的種類、含量和空間分布進行精準測定的技術。安捷倫與維科托聯合開發的 PIDESI-QTOF 質譜成像平臺即可開展空間代謝組學研究。
單光子后電離質譜成像技術(PIDESI)
解吸電噴霧被認為是一種最小破壞性的電離方法。單光子后電離質譜成像技術(PIDESI) 在解吸電噴霧裝置后引入一套光電離系統和高效離子傳輸管道,通過開、關紫外光電離源,實現對多種極性和非極性組分的高靈敏度空間成像,結合高分辨質譜儀即可開展前沿性的空間代謝組研究。
6546 QTOF 高分辨質譜
空間代謝組學研究通常使用高分辨質譜儀進行數據采集,樣本的數據采集通常持續數小時,6546 QTOF MS 優異穩定性可提供最佳的數據質量。采用 6546 QTOF MS 對酵母提取物連續進樣 18 小時, 51 種代謝物平均絕對質量誤差 ≤ 1ppm 。> 95% 同位素譜圖保真度能夠極大提升代謝物鑒定的準確度和可信度。
6560 IM-QTOF 離子淌度質譜
離子淌度質譜根據分子的大小、形狀和電荷來分離分子,分離時間在毫秒級,能夠分離異構體、消除溶劑峰和源內碎裂導致的峰的干擾。上述優勢使其特別適合用于開展空間代謝組學研究。6550IM-QTOF 采用低壓勻場漂移 (DTIMS) 技術,能夠在沒有標準品的情況下實現碰撞截面準確測量。使用安捷倫高分辨率多重性分解 (HRdm 2.0) 軟件進行后處理,可實現高達 200 的淌度分辨率。
ChemVista 數據庫管理軟件助力代謝物注釋
空間代謝組研究中,代謝物鑒定通常采用一級質譜數據和同位素譜圖進行,再結合 MS/MS 譜圖進行結構確證。Agilent ChemVista 是一款獨立的軟件應用程序,用于管理質譜創建的譜庫。它將來自多個質譜庫的化合物詳細信息、保留時間和譜圖信息整合在一起。這些功能使您能夠:
◆ 訪問多個公共數據庫和精心優化的譜庫
◆ 整理、管理、編輯或創建譜圖
◆ 預加載超過 250000 種化合物信息,其中超過 20000 種化合物的譜圖信息
◆ 在 MassHunter 數據分析等應用程序中輕松實施鑒定工作流程
◆ 更可靠地鑒定化合物

Part 3:轉錄組與代謝組數據的
聯合分析
GeneSpring GX-MPP 軟件
Agilent Mass Profiler Professional (MPP) 軟件是一個功能強大的統計分析平臺,可用于基于質譜數據的差異分析,以確定兩個或多個樣品組和變量之間的關系;MPP 與 GeneSpring GX 集成后,可允許在一個項目中將 MS(代謝組學或蛋白質組學)和微陣列數據(轉錄組學)之間的通路關聯起來,從而實現真正的多組學數據的聯合分析。
