空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)是結(jié)合成像、生物標(biāo)記、測(cè)序及生物信息學(xué)等工具對(duì)組織切片的基因表達(dá)進(jìn)行空間定位的一項(xiàng)技術(shù)，可揭示各細(xì)胞類型在組織中的空間分布、各細(xì)胞群體間的相互作用以及繪制不同組織區(qū)域的基因表達(dá)圖譜，對(duì)于理解疾病和癌癥的發(fā)生機(jī)制，生命生育活動(dòng)具有深遠(yuǎn)的應(yīng)用價(jià)值。

百創(chuàng)智造于2022年4月25日推出了4.8μm分辨率空間轉(zhuǎn)錄芯片百創(chuàng)S1000以來(lái)，受到了市場(chǎng)的廣泛好評(píng)與認(rèn)可。經(jīng)過(guò)又一年的研發(fā)沉淀，2023年6月28日，百創(chuàng)智造將技術(shù)回歸生命科學(xué)本質(zhì)，開(kāi)創(chuàng)性的將樣本原片熒光、原片H&E染色與原片高通量測(cè)序相結(jié)合，）在山東青島正式舉辦了百創(chuàng)智造S系列空間轉(zhuǎn)錄組細(xì)胞分割產(chǎn)品發(fā)布會(huì)。會(huì)上正式發(fā)布了基于百創(chuàng)S系列空間芯片的細(xì)胞分割技術(shù)，重新定義空間組學(xué)新標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)啟單細(xì)胞級(jí)空間轉(zhuǎn)錄組科研時(shí)代。

會(huì)上，百創(chuàng)智造副總裁劉敏先生簡(jiǎn)單介紹了百邁客生物業(yè)務(wù)主要包括科技服務(wù)、智能制造兩大業(yè)務(wù)板塊。在科技服務(wù)方面，建立了Illumina、PacBio、ONT、Waters等二代測(cè)序、三代測(cè)序和質(zhì)譜檢測(cè)平臺(tái)，形成了多技術(shù)，多組學(xué)的服務(wù)體系，主要服務(wù)于科研院校、研究所、制藥公司。在智能制造（百創(chuàng)智造）方面，公司現(xiàn)擁有基于微孔的亞細(xì)胞級(jí)空間轉(zhuǎn)錄組平臺(tái)BMKMANU S1000，極速單細(xì)胞平臺(tái)BMKMANU DG1000，為廣大用戶提供高品質(zhì)“服務(wù)+產(chǎn)品”的模式。

對(duì)于大家比較關(guān)心的問(wèn)題–百創(chuàng)S1000的細(xì)胞分割技術(shù)設(shè)計(jì)原理是什么？相關(guān)數(shù)據(jù)有哪些？產(chǎn)品特點(diǎn)是什么？百創(chuàng)智造副總裁劉敏先生也在發(fā)布會(huì)上做了詳細(xì)介紹。

百創(chuàng)智造S系列空間轉(zhuǎn)錄組細(xì)胞分割實(shí)現(xiàn)原理： 三圖合一

百創(chuàng)智造基于S系列空間芯片的底層設(shè)計(jì)，可以得到完全沒(méi)有錯(cuò)誤的原片熒光圖像以及H&E圖像且與芯片完全對(duì)齊。基于熒光進(jìn)行細(xì)胞核的定位刻畫(huà)細(xì)胞核的邊界；基于HE的校準(zhǔn)輔助刻畫(huà)細(xì)胞的邊界，通過(guò)邊界信息映射到芯片上，提取相應(yīng)位置的測(cè)序數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的單細(xì)胞分割。

同時(shí)，對(duì)于細(xì)胞類型差異大的片子以及植物樣本，百創(chuàng)智造也匹配了免費(fèi)的可視化軟件BSTCellViewer，可以手動(dòng)進(jìn)行細(xì)胞的修改、圈定。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

1.亞細(xì)胞級(jí)分辨率：分辨率最高可達(dá)4.8μm。

2.原片熒光染色+原片H&E染色+原片空間測(cè)序相結(jié)合技術(shù)：既可以進(jìn)行表達(dá)芯片H&E染色，又同時(shí)可以再表達(dá)芯片上進(jìn)行熒光染色，保證細(xì)胞分割更準(zhǔn)確。

3.靈活樣本策略：可根據(jù)樣本數(shù)量，靈活定制1~8個(gè)捕獲區(qū)域，且還可以根據(jù)組織大小，選擇3中不同面積（6.8mm*6.8mm&11mm*11mm&15mm*20mm）的捕獲區(qū)域大小。

4.無(wú)錯(cuò)位且高清的圖像：芯片采用半導(dǎo)體加工級(jí)別的微孔矩陣，以及提供BSTCellViewer細(xì)胞圈定軟件，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)原片進(jìn)行單細(xì)胞圈定，分割實(shí)現(xiàn)以單細(xì)胞為單位進(jìn)行聚類分析。

在發(fā)布會(huì)上，測(cè)序中國(guó)網(wǎng)對(duì)百邁客生物總裁鄭洪坤先生、百創(chuàng)智造副總裁劉敏先生、中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所于軍研究員、南方醫(yī)科大學(xué)教授趙小陽(yáng)教授、東南大學(xué)趙祥偉教授、中國(guó)海洋大學(xué)王瑋教授以及北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院李博生研究員進(jìn)行了專訪，以便了解更多關(guān)于細(xì)胞分割技術(shù)的研發(fā)背景、技術(shù)原理，以及對(duì)空間組學(xué)發(fā)展的影響。

問(wèn)題1：鄭總，百邁客現(xiàn)在設(shè)有科技服務(wù)與智能制造兩大板塊，請(qǐng)您談一談大力投入智造方向的原因？

答：創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展最核心的競(jìng)爭(zhēng)力，生物基因測(cè)序行業(yè)主要可以分為上游、中游與下游，科技服務(wù)行業(yè)絕大多都處于中下游的位置，上游主要被國(guó)外企業(yè)長(zhǎng)期壟斷，企業(yè)很難形成差異性的競(jìng)爭(zhēng)力。為了公司的長(zhǎng)期發(fā)展，從5年前百邁客就開(kāi)始布局行業(yè)上游的儀器試劑，首先著落于當(dāng)下發(fā)展迅猛的時(shí)空組學(xué)領(lǐng)域，在去年也是推出了基于微孔的亞細(xì)胞級(jí)空間轉(zhuǎn)錄組平臺(tái)BMKMANU S1000與極速單細(xì)胞平臺(tái)BMKMANU DG1000。

問(wèn)題2：劉總，在細(xì)胞分割技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到的難點(diǎn)是什么？又是如何克服的？

答：首先需要有一個(gè)足夠高分辨率的空間芯片，這個(gè)我們?cè)谌ツ甑臅r(shí)候就已經(jīng)解決了，其次是如何去精準(zhǔn)的識(shí)別細(xì)胞，隨著分辨率的提升對(duì)圖像的準(zhǔn)確度要求也越來(lái)越高，如何得到與芯片完全對(duì)齊的無(wú)拼接錯(cuò)誤的圖像至關(guān)重要，我們通過(guò)不斷的摸索，基于S系列芯片的底層設(shè)計(jì)，解決了這個(gè)問(wèn)題，得到完全沒(méi)有錯(cuò)誤的原片熒光圖像以及H&E圖像且與芯片完全對(duì)齊，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的細(xì)胞分割

問(wèn)題3：于老師，對(duì)于空間組學(xué)研究的發(fā)展您有什么建議？

從研究的歷史來(lái)看，從宏觀生物學(xué)（觀察生物學(xué)）到微觀（分子生物學(xué)）再到現(xiàn)在的時(shí)空（空間與時(shí)間的關(guān)系），空間組學(xué)是發(fā)展趨勢(shì)之一。但是討論空間研究一定不能忘記時(shí)間，同時(shí)現(xiàn)在空間也是以單張貼片為主，是一個(gè)靜態(tài)的結(jié)果，生命的本質(zhì)是動(dòng)態(tài)的。所以后續(xù)的發(fā)展盡量是在構(gòu)建三維空間的同時(shí)能以時(shí)間為軸，來(lái)真正刻畫(huà)動(dòng)態(tài)的生命。

問(wèn)題4：空間組學(xué)技術(shù)已經(jīng)將分辨率提高了到亞細(xì)胞級(jí)別的分辨率，在實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中，各位老師覺(jué)得還需要將單細(xì)胞測(cè)序和空間組學(xué)聯(lián)合測(cè)序分析嗎？

中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所于軍研究員表示：在空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序是非常有必要的。因?yàn)橄噍^于空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，通過(guò)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序捕獲的中位基因數(shù)更高一些。單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序提供精準(zhǔn)的基因信息，空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序提供樣本空間位置信息，兩者雙劍合璧，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞群體/細(xì)胞亞群信息以及不同區(qū)域、不同細(xì)胞亞群的空間分布和定位以及轉(zhuǎn)錄特征。

南方醫(yī)科大學(xué)教授趙小陽(yáng)教授表示：?jiǎn)渭?xì)胞測(cè)序技術(shù)和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)并不沖突，我們都知道單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)在將組織樣本解離成單個(gè)細(xì)胞的過(guò)程中，不可避免地丟失了樣本的空間位置信息，而空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)可以提供空間位置信息，完美的彌補(bǔ)了這一點(diǎn)。

東南大學(xué)趙祥偉教授表示：百邁客生物今天發(fā)布的百創(chuàng)智造S系列空間轉(zhuǎn)錄組細(xì)胞分割產(chǎn)品將分辨率從多細(xì)胞提高到了單細(xì)胞甚至亞細(xì)胞界級(jí)別，能更精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)細(xì)胞分割，對(duì)樣本進(jìn)行精準(zhǔn)分析，是很值得驕傲的事情。但是從我個(gè)人的角度，因?yàn)榻M織細(xì)胞是交叉分布的，空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)并不能真正達(dá)到單細(xì)胞測(cè)序的精準(zhǔn)，所以將單細(xì)胞和空間組學(xué)相結(jié)合是相互有利。

北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院李博生研究員表示：空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)在研究發(fā)育、腫瘤、進(jìn)化等方面起到了關(guān)鍵了作用，該技術(shù)有很大的市場(chǎng)前景。我們從發(fā)布會(huì)上展示的多個(gè)數(shù)據(jù)可以出來(lái)，隨著分辨率不斷地從100μm提高到5μm時(shí)，組織區(qū)域聚類結(jié)果明顯增多，而且高分辨率下HE染色組織形態(tài)學(xué)與spots聚類空間分布圖重合度更高，能精準(zhǔn)識(shí)別空間基因表達(dá)的異質(zhì)性和組織區(qū)域。而單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序是需要將組織解離成一個(gè)個(gè)的單細(xì)胞，捕獲的細(xì)胞數(shù)&中位基因數(shù)也比空間組學(xué)有很大的優(yōu)勢(shì)，所以更看好將細(xì)胞分割技術(shù)和單細(xì)胞測(cè)序聯(lián)合策略。

問(wèn)題5：空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序過(guò)程中，保留原片H&E染色的意義大嗎？是否能使用臨片替代呢？

劉總表示：若是客戶想要獲得完整的組織形態(tài)學(xué)圖片，建議先進(jìn)行原片熒光染色獲得較清晰的細(xì)胞輪廓，再進(jìn)行H&E染色獲得較完整的組織形態(tài)學(xué)圖片。若是細(xì)胞的組織形態(tài)學(xué)圖片已經(jīng)搞清楚了，可以直接原片熒光染色，不需要H&E染色。

百創(chuàng)S1000空間轉(zhuǎn)錄芯片是現(xiàn)在高分辨率原位捕獲測(cè)序芯片中，支持原片H&E+原片熒光染色的產(chǎn)品，相信在未來(lái)隨著細(xì)胞分割技術(shù)的不斷推廣，會(huì)越來(lái)越受到人們的青睞，而且能打破市場(chǎng)壟斷，為更多的科研人員提供便利。

BMKMANU S2000新產(chǎn)品發(fā)布

隨著百創(chuàng)智造在時(shí)空組學(xué)領(lǐng)域的不斷探索，在保證具備亞細(xì)胞分辨率的條件下，百創(chuàng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)已成功完成了大尺寸捕獲芯片BMKMANU S2000的研發(fā)與測(cè)試。BMKMANU S2000共具備15mm×20mm和11mm×11mm兩種尺寸的捕獲區(qū)域，捕獲區(qū)域面積相較BMKMANU S1000提高6倍以上，大大降低了空間轉(zhuǎn)錄組實(shí)驗(yàn)對(duì)樣本尺寸的限制。而且將空間BC種類數(shù)從~5600萬(wàn)種提高到~5億種，增強(qiáng)了基因捕獲信息。期待下次和您們的見(jiàn)面?。?！