空间多组学革命

NanoString Technologies首席科学官兼研发高级副总裁Joseph Beechem博士满怀感慨地回忆着几年前他在基因组生物学和技术进展（AGBT）大会上发表的演讲。他介绍了NanoString如何将其技术与因美纳测序仪联用，来读取RNA和蛋白质空间信息。

演讲结束后，因美纳前首席执行官Jay Flatley走近询问他们是否真的在使用因美纳仪器读取蛋白。“是的，”Beechem说，“我们一直都在用。”

这是因美纳和NanoString之间美好友谊的早期阶段，如今彼此将在即将举行的AGBT大会上再次建立新的伙伴关系。与过去四年一样，NanoString将举办会前空间多组学研讨会，而因美纳将在这些讨论中担任重要角色。

空间意识时代
迄今为止，基因表达研究主要是二维的。即对样本进行混合和测序，生成令人难以置信的数据，但丢失了关于组织样本中表达起源的信息。现在，研究人员可以利用NanoString产品，例如他们的GeoMx® Digital Spatial Profiler（DSP），与因美纳测序仪一起用于测量RNA和蛋白质表达，同时保留空间信息。

Beechem说：“我们正在经历生命科学生物学最大的革命浪潮之一，空间多组学正在改变生命科学研究的方式。”

除了能查看正在表达的基因外，空间组学还允许研究人员测量细胞之间的差异表达。

以前，科学家们经常使用荧光标记来观察少量转录本。GeoMx DSP工具能以空间分辨率定量多达22,000种RNA和大约150种蛋白质。这项技术有助于解答有关特定组织中基因和蛋白表达的时间、地点和数量问题。

这种方法为研究人员和临床医生带来了极大的益处。在COVID-19首次暴发时，人们对这种病毒知之甚少。全球多个主要医疗中心开发了一种快速尸检程序来提取组织，以便更好地了解这种疾病。出于必要，必须对这种组织进行全面“固定”，以确保杀死所有活跃的病毒。这种高度固定的组织和对感染器官的无偏空间谱图分析需求相结合，意味着NanoString DSP是完成这些研究的唯一工具。这些全转录组图谱空间生物学COVID-19发现研究已发表超过12篇出版物，其中2篇发表于《自然》（Nature），3篇发表于《自然-通讯》（Nature Communications），1篇发表于《细胞》（Cell）。

Beechem表示：“我们对破坏人们肺部并对身体产生其他影响的生物学知之甚少，如果你对生物学一无所知，你就得研究所有方面，这正是空间多组学赋予我们力量之处。”

此技术帮助分析了18,000多个人类基因，定位了病毒，并测量了其引发失调的许多不同功能，对于COVID-19如何导致一些患者的严重疾病和死亡提供了新的见解。

同样的方法也有利于癌症研究。空间读数可以分析肿瘤和免疫反应之间正在进行的对抗。例如，在检查点抑制剂治疗前后分析患者样本可以阐明癌症和免疫系统对治疗的响应。

稳固的合作伙伴关系
因美纳和NanoString已经合作了许多年，共同努力将新一代测序与空间多组学完美结合。最新的NextSeq™ 系统非常适合此应用，因为它们将DRAGEN™生物信息学芯片集成到仪器中，从而简化了流程。

Beechem说：“这使得用户按下按钮即可从空间中的所有不同区域获取整个转录组，同时获得高分辨率图像。”

我们的目标是简化这些工作流程，以便那些需要经常查看病理图但并非NGS专家的研究人员使用。如此他们现在可以获得关键的基因表达信息，而不丢失空间信息。

AGBT 2022
全转录组空间分析技术仍然相对较新，在6月6日美国东部时间下午12点（AGBT开始前几个小时）举行的空间多组学研讨会上，这将成为热点话题。Beechem将会是主讲人之一，因美纳的软件产品管理副总裁Mike Lelivet将介绍DRAGEN空间流程。

Beechem表示：“NanoString和因美纳已成功开发出真正的按钮式空间全转录组工作流程。我们将就这一点进行讨论，并探讨此项技术将在未来一年实现哪些目标。这令人振奋，就像早期的NGS，我们每周都会发现一些全新的东西。”