空間組學(xué)技術(shù)可以更深入地了解組織內(nèi)的細(xì)胞組織和相互作用。空間原位的分析可以識(shí)別組織中具有差異RNA或蛋白豐度的特定區(qū)域，描繪它們的互作關(guān)系。 特別是最近很多正在開發(fā)或者商品化的空間分析技術(shù)已經(jīng)被用來深度解析肺癌、乳腺癌等腫瘤免疫微環(huán)境。但是，這些技術(shù)在空間分辨率、檢測(cè)通量和覆蓋范圍方面有所不同，適用于不同的研究需求。
首先是空間上檢測(cè)RNA的表達(dá)水平，鑒定基因表達(dá)異質(zhì)性的區(qū)域。雖然有些空間RNA分析技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了單細(xì)胞甚至亞細(xì)胞分辨率，但是目前廣泛應(yīng)用的商品化的空間RNA檢測(cè)技術(shù)需要結(jié)合單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，才能解開細(xì)胞類型的區(qū)域化和共定位模式。發(fā)表在Nature Reviews Genetics上的一篇綜述文章將目前的空間RNA分析技術(shù)總結(jié)為兩大類型：固相轉(zhuǎn)錄組捕獲技術(shù)（Solid-phase transcriptome capture technologies）和確定性空間條形碼技術(shù)（Deterministic spatial barcoding technologies）。
固相轉(zhuǎn)錄組捕獲技術(shù)從多細(xì)胞捕獲已經(jīng)發(fā)展到亞細(xì)胞分辨率的檢測(cè)水平，例如Stereo-seq技術(shù)。但目前應(yīng)用廣泛，最具代表性的還是已經(jīng)商品化的10X公司的Visium平臺(tái)。Visium可以檢測(cè)大約5000個(gè)直徑55μm的spots，依據(jù)細(xì)胞類型每個(gè)spot 可能含有1-10細(xì)胞不等，因此在定義具體細(xì)胞類型的區(qū)域定位時(shí)，一般需要結(jié)合單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組得到的基因表達(dá)信號(hào)。
這種固相轉(zhuǎn)錄組捕獲技術(shù)是利用預(yù)先設(shè)計(jì)的索引探針捕獲樣本中的RNA進(jìn)行后續(xù)測(cè)序，例如Visium可以對(duì)6.5mm x 6.5mm的組織切片進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析，得到網(wǎng)格非連續(xù)的整片數(shù)據(jù)。 確定性空間條形碼技術(shù)有別于上述的方法，這種技術(shù)可以靈活地對(duì)組織中感興趣的區(qū)域（ROI）進(jìn)行分析。所以這種分析之前一般需要病理學(xué)家預(yù)先通過免疫染色的方法確定組織中的ROI，也就是ROI區(qū)域中的細(xì)胞類型是比較明確的情況下，通過空間轉(zhuǎn)錄組解析這群細(xì)胞中的基因表達(dá)情況。這種技術(shù)依賴于帶有標(biāo)簽的探針原位結(jié)合細(xì)胞內(nèi)的RNA。例如NanoString公司的GeoMX DSP平臺(tái)可以對(duì)直徑為50-600μm的ROI進(jìn)行靶向檢測(cè)大約18000個(gè)基因。RNA雜交探針帶有的標(biāo)簽通過UV裂解下來，后續(xù)對(duì)這些標(biāo)簽進(jìn)行測(cè)序定量分析。 另外還有基于熒光原位雜交的空間轉(zhuǎn)錄組成像分析技術(shù)，例如Vizgen公司的MERFISH平臺(tái)和Spatial Genomics公司的seqFISH平臺(tái)，檢測(cè)通量都達(dá)到了10000個(gè)基因，并且空間分辨率都在100nm的亞細(xì)胞水平。 雖然空間轉(zhuǎn)錄組對(duì)細(xì)胞類型和他們的基因表達(dá)模式提供了詳細(xì)的信息，但是RNA和蛋白表達(dá)的一致性并不高，很難推測(cè)蛋白表達(dá)變化。另外一些豐度低的RNA很難通過轉(zhuǎn)錄組測(cè)序檢測(cè)到，而它們對(duì)應(yīng)的蛋白比較穩(wěn)定。因此，對(duì)細(xì)胞類型的空間定位的識(shí)別和功能性的檢測(cè)更需要空間蛋白組學(xué)，尤其是空間單細(xì)胞蛋白組學(xué)技術(shù)的加持。
目前的空間單細(xì)胞蛋白組技術(shù)大體也可以分為兩類：一類是基于質(zhì)量標(biāo)簽通過質(zhì)譜檢測(cè)，另外一類是通過循環(huán)熒光染色檢測(cè)。
1）基于質(zhì)譜的空間單細(xì)胞蛋白組技術(shù)
成像質(zhì)譜流式（IMC）和多重離子束成像（MIBI）都是基于帶有稀有金屬標(biāo)簽的抗體進(jìn)行檢測(cè)，不同的是IMC可以通過對(duì)特定區(qū)域的1μm的大小進(jìn)行激光消融，霧化的金屬標(biāo)簽離子進(jìn)入質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測(cè)，而MIBI是通過初級(jí)離子束對(duì)樣品轟擊，對(duì)金屬標(biāo)簽產(chǎn)生的二級(jí)離子束進(jìn)檢測(cè)，分辨率要高于IMC，可以到250nm。這種技術(shù)可以很好的規(guī)避光譜串色的問題，減少樣本背景。然而考慮檢測(cè)的成本和時(shí)間，兩種技術(shù)檢測(cè)的組織范圍有限，大約在0.8mm²-1mm², 也就是也需要提前規(guī)定好ROI進(jìn)行檢測(cè)。 2）基于循環(huán)熒光染色的空間單細(xì)胞蛋白組技術(shù)
另外一種技術(shù)空間單細(xì)胞蛋白組技術(shù)是利用寡核苷酸標(biāo)簽標(biāo)記抗體，所有檢測(cè)抗體一次性全部加入，循環(huán)檢測(cè)時(shí)只是把與標(biāo)簽互補(bǔ)的探針洗脫，這樣就避免了反復(fù)抗體剝離帶來的對(duì)抗原本身以及組織切片的損害。這種技術(shù)目前應(yīng)用非常廣泛，已經(jīng)商品化的最具代表性的就是Akoya公司的PhenoCycler空間單細(xì)胞蛋白組平臺(tái)（原名CODEX）。
  PhenoCycler空間單細(xì)胞蛋白組技術(shù)有別于IMC等技術(shù)的優(yōu)勢(shì)還在于其可以實(shí)現(xiàn)整片掃描，最大成像面積可以達(dá)到18mm x 35mm。同樣可實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞的分辨率（250nm）。應(yīng)用PhenoCycler空間單細(xì)胞蛋白組平臺(tái)發(fā)表的研究文章頻繁出現(xiàn)在Cell、Nature和Science的等國(guó)際頂級(jí)期刊上。借助Akoya公司的PhenoCycler強(qiáng)大的空間單細(xì)胞超多重成像技術(shù)，將幫助國(guó)內(nèi)研究者更好的進(jìn)行空間生物學(xué)的探索。
 
隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展和迭代，生物醫(yī)學(xué)研究已經(jīng)逐步進(jìn)入到空間組學(xué)時(shí)代，在空間位置上對(duì)單個(gè)細(xì)胞的分類學(xué)以及功能狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估已成為趨勢(shì)。華盈生物緊跟科學(xué)最前沿，打造了PhenoCycler多重?zé)晒馊旧?/a>和IMC成像質(zhì)譜流式兩套空間單細(xì)胞技術(shù)體系，為國(guó)內(nèi)科學(xué)家從蛋白質(zhì)層面對(duì)組織形態(tài)和細(xì)胞亞群進(jìn)行再分類和精細(xì)化研究提供助力。
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