来自SteinAerts教授实验室(VIB-KULeuven)的研究人员团队展示了Nova-ST，这是一种新的空间转录组学技术，有望改变组织样本中的基因表达谱。Nova-ST将使大规模、高分辨率的空间组织分析更易于获取且更经济实惠，为研究人员带来巨大好处。该研究发表在CellReportsMethods上。

高分辨率空间转录组学的新型开源平台

转录组学是研究细胞或细胞群中基因表达的学科，但它通常不包括这些基因活跃位置的空间信息。这一障碍限制了我们对依赖于组织内特定基因活动模式的复杂生物过程的理解。

值得庆幸的是，空间转录组学已成为一种强大的工具，使科学家能够绘制具有空间背景的组织切片中的基因表达图。然而，现有技术通常存在成本高、分辨率有限或兼容性问题。

Nova-ST是一种新型开源空间转录组学工作流程，由Aerts教授实验室和VIB.AI的单细胞微流体和生物信息学专业部门以及VIB-KU鲁汶脑与疾病研究中心开发。Nova-ST通过其创新方法克服了这些限制，提供了更高的经济性、令人印象深刻的分辨率和多功能性。

内部原理

Nova-ST的核心是对IlluminaNovaSeq6000S4或新一代NovaseqX测序流动槽的巧妙改造，通常用于大规模DNA测序。这些流动槽包含一个密集的纳米图案表面，上面布满了微小的、随机条形码的纳米孔，这些纳米孔排列成六边形格子。

每个孔都充当组织样本中特定位置的mRNA分子的捕获点。这种致密的纳米图案表面使Nova-ST能够实现高空间分辨率，有可能捕获单个细胞的足迹。

“然后，我们利用这些捕获位​​点捕获mRNA分子，同时保留它们的空间坐标，”领导实验开发和优化的SureshPoovathingal博士解释说。“对这些捕获的mRNA分子进行测序可以揭示每个捕获位点的基因表达谱。通过拼凑这些信息，我们可以重建整个组织切片的基因活动详细图谱。”

新平台具有多项关键优势。首先，它具有成本效益。通过利用现成的Illumina流动池并采用新颖的芯片切割技术，可以从单个流动池创建多个Nova-ST芯片，与现有方法相比，成本显著降低。

其次，密集的纳米图案表面使Nova-ST能够实现高空间分辨率，有可能在单细胞水平上捕获基因表达。第三，Nova-ST与各种组织类型兼容，使其成为研究各种生物系统的多功能工具。此外，与下一代Illumina流动池的兼容性表明Nova-ST可以从测序技术的进步中受益。

“重要的是，Nova-ST的开源特性使更广泛的研究人员可以使用该协议，并允许进一步定制，”领导数据分析的KristoferDavie博士指出，“我们的工作流程设计为用户友好且适应性强，确保研究人员可以根据他们的特定需求定制该技术。”

影响

Nova-ST是空间转录组学研究界为实现民主化获取和构建促进广泛生物医学研究的平台而做出的更广泛努力的最新例子，这些努力包括密歇根大学开发的Seq-Scope及其最新变体，以及德国马克斯德尔布吕克中心的科学家开发的最近发布的Open-ST平台。

Aerts的实验室和专业部门已开始应用Nova-ST来推动同事在神经退行性疾病和癌症生物学方面的研究。例如，他们为SandrineDaCruz实验室(VIB-KULeuven)处理肌肉样本，以研究神经退行性疾病对神经肌肉接头的影响。此外，他们还与DietherLambrechts实验室(VIB-KULeuven)合作，以扩展Nova-ST平台。

此次扩展将允许同时对免疫细胞受体和基因表达进行空间分析，从而能够研究接受免疫治疗的肿瘤中的免疫细胞分布。这些合作凸显了Nova-ST的实际应用及其影响各个领域的潜力。

Aerts教授强调：“Nova-ST改变了从癌症生物学到植物生物学等多个领域的研究格局。通过开放该平台的源代码，我们旨在让世界各地的科学家能够探索和创新。”