当前位置:首页 - 业界前沿
百创智造发布空间转录组细胞分割技术,重新定义空间组学新标准!
2023-08-18 分享至:

  间的相互作用以及绘制不同组织区域的基因表达图谱,对于理解疾病和癌症的发生机制,生命发育活动具有深远的应用价值。

▲百创S1000空间转录组技术原理图

  2022年4月25日,百创智造推出超高分辨率(4.8μm,比国外技术提高400倍)空间转录芯片百创S1000,其一出现便受到了市场的广泛好评与认可。

  经过一年的技术沉淀,2023年6月28日,百创智造在山东青岛举办了百创智造S系列空间转录组细胞分割产品发布会。会上正式发布了基于百创S系列空间芯片的细胞分割技术,重新定义空间组学新标准,开启单细胞级空间转录组科研时代。

  会上,百创智造副总裁刘敏介绍了百迈客生物业务主要包括科技服务、智能制造两大业务板块。在科技服务方面,建立了Illumina、PacBio、ONT、Waters等二代测序、三代测序和质谱检测平台,形成了多技术,多组学的服务体系,主要服务于国内外的科研院校、研究所、制药公司。在智能制造(百创智造)方面,公司拥现有自主研发的基于微孔的亚细胞级空间转录组平台BMKMANU S1000,极速单细胞平台BMKMANU DG1000,全方位的为广大用户提供高品质“服务+产品”的模式。

  同时,对于大家比较关心的问题“百创S系列空间芯片的细胞分割技术实现原理是什么?”百迈客生物智能制造副总裁刘敏也做了详细介绍。

百创智造S系列空间转录组细胞分割实现原理: 三图合一

  百创智造基于S系列空间芯片的底层设计,开发出了自己的专利技术,可以得到完全没有错误的原片荧光图像以及H&E图像且与芯片完全对齐。基于荧光进行细胞核的定位刻画细胞核的边界;基于HE的校准辅助刻画细胞的边界,通过边界信息映射到芯片上,提取相应位置的测序数据,实现精准的单细胞分割。

  同时,对于细胞类型差异大的片子以及植物样本,百创智造也匹配了免费的可视化软件BSTCellViewer,可以手动进行细胞的修改、圈定。

  在发布会之后,测序中国对百迈客生物总裁郑洪坤先生、百创智造副总裁刘敏先生、中国科学院北京基因组研究所于军研究员、南方医科大学赵小阳教授、东南大学赵祥伟教授、中国海洋大学王玮教授以及北京大学现代农业研究院李博生研究员进行了独家专访,以便了解更多关于细胞分割技术的研发背景、技术原理,以及对空间组学发展的影响。

  郑总,百迈客现在设有科技服务与智能制造两大板块,请您谈一谈大力投入智造方向的原因?

  自主创新是企业发展最核心的竞争力,生物基因测序行业主要可以分为上游,中游与下游,科技服务行业绝大多都处于中下游的位置,上游主要被国外企业长期垄断,企业很难形成差异性的竞争力。为了公司的长期发展,从5年前百迈客就开始布局行业上游的仪器试剂,首先着落于当下发展迅猛的时空组学领域,在去年也是推出了自主研发的基于微孔的亚细胞级空间转录组平台BMKMANU S1000与极速单细胞平台BMKMANU DG1000。

  于老师,对于空间组学研究的发展您有什么建议?

  从研究的历史来分,从最早的宏观生物学(观察生物学)到微观(分子生物学)再到现在的实观(空间与时间的关系),空间组学是发展趋势之一。但是讨论空间研究一定不能忘记时间,同时现在空间也是以单张贴片为主,是一个静态的结果,生命的本质是动态的。所以后续的发展最好是在构建三维空间的同时能以时间为轴,来真正刻画动态的生命。

  赵老师,您对现有的空间技术都比较了解,您能评价一下百创S1000空间平台与传统的空间平台的区别吗?

  传统空间平台之前在我们自己生殖的研究中没有应用,所以不好做评价。只是之前对看到的数据做了一些分析,发现并不能很好的解析。百创S1000的数据我们分析至少能把里边的细胞类给分别出来,不再是原来的很多细胞混杂在一起的状态,我也是比较看好S1000的这个产品。

  赵老师,您对现有的空间技术都比较了解,您能评价一下百创S1000空间平台与传统的空间平台的区别吗?

  是有的,比如说神经元的细胞是不规则且交错分布的,若是分辨率不够可能是两种细胞的混合,也可能是很多种细胞的混合,这样就为往下精确解析造成了困扰。百创S1000这个产品从传统技术的spot的直径55μm提升到了spot的直径2.5μm,再结合今天发布的细胞分割技术,这为后续能准确的区分空间细胞类型提供很好的策略。

  李老师,您好。植物的细胞直径一般都比较大, 是不是空间组学上就不用太高的分辨率了?分割技术对您的研究会起到帮助吗?

  植物的细胞形态不一,比如直径变化较大,有些植物细胞比较大但是有些细胞却也很小,所以植物更需要一个高的分辨率去进行解析。在有足够高的分辨率解析小的细胞的同时也需要对大的细胞进行边界的刻画,所以使用细胞分割比常规的取bin的方式可能更适合我们的研究。

  王老师,您是否体验过百创智造的这个细胞分割技术,您觉得它有帮到您解决什么问题吗?

  我们应该是最早体验这个技术的用户之一,刚才也有展示我们的物种的结果。细胞分割技术是一个非常关键的技术,前几年单细胞技术解决了组织细胞异质性的问题,随后的空间组学解决细胞位置的问题。之前使用的空间技术都是bin的方法,是物理的进行合并,并不能落到到细胞上,我们最终关注的还是细胞。

  刘总,您觉得实现单细胞级空间转录组的难点有哪些?又是如何克服的?

  首先需要有一个足够高分辨率的空间芯片,这个我们在去年的时候就已经解决了,其次是如何去精准的识别细胞,随着分辨率的提升对图像的准确度要求也越来越高,如何得到与芯片完全对齐的无拼接错误的图像至关重要,我们通过不断的摸索,开发出了自己的专利技术,基于S系列芯片的底层设计,解决了这个问题,得到完全没有错误的原片荧光图像以及H&E图像且与芯片完全对齐,实现了精准的细胞分割。

  此次发布会上也展示了百创S系列空间转录细胞分割的部分实测数据,如下图所示。