Xenium亚细胞空间原位分析技术

发布时间：2023年09月

一、Xenium亚细胞空间原位分析技术

空间组学技术能够获取组织切片上不同位置细胞中的转录组数据，解析转录本在组织的不同空间位置的表达特征。自从空间转录组学技

术（Spatial Transcriptomics）荣获 Nature Methods 2020 年 “年度技术” 之后，其研究热度与日俱增，发表的文章更是呈爆发式增长。

目前Visium技术是较为主流的商业化空间转录组技术，其发文量也最多。但其局限性在于检测分辨率不是真正意义上的单细胞水平。需

求是创新的根本动力，今年重磅推出空间组学研究解决方案⸺Xenium亚细胞空间原位分析技术！该技术平台可以提供的端对端完

整解决方案，能够以亚细胞分辨率在整张切片上快速检测大量靶点的组织原位表达水平。平台可兼容多种样品类型，包括新鲜冷冻（FF）组织和福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织。与Visium相比，该技术极大地提高了空间上的分辨率。

二、Xenium技术原理

Xenium平台包括了Xenium分析仪、靶向基因试剂和软件；Xenium分析仪是一台可实现全自动高通量原位分析的多功能仪器。该平

台与新鲜冷冻（FF）组织和福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织兼容。该机器也提供机载分析功能，可处理图像数据，定位RNA信号，并 开展二次分析。可以轻松地传输数据，并通过软件或您选择的第三方工具进行可视化和其他分析。

Xenium技术流程从在Xenium载玻片上制备组织切片开始（如下图所示）。对切片进行处理以获取RNA，并分别用可环化的DNA探针

和带有DNA条形码的抗体进行标记。DNA探针的两侧带有两个与目标RNA独立杂交的区域。它们还包含基因特异性的条形码序列。探

针末端与目标RNA区域连接后产生了可酶促扩增的环状DNA探针。这种连接确保了探针对目标区域的特异性。附着在RNA上的酶促

扩增DNA探针与荧光寡核苷酸结合，产生明亮、易于成像且信噪比高的信号。样本经过连续几轮的荧光探针杂交、成像和去除。接着生

成每个基因特异性的光学信号条形码，从而实现对大量目标基因的同时鉴定和定位，构建出整张组织切片上转录本的空间图。


三、Xenium技术特点

高灵敏性、高特异性：

独特的挂锁式探针设计，增强了检测的灵敏性和特异性。

高分辨率：

可以达到200纳米分辨率，实现单细胞定位和亚细胞分辨率RNA表达原位分析，大大提高了空间组学分辨率。

高通量：

单张玻片分析组织样品面积> 200 mm² ，分析样本区域>10mm*20mm，可以放置多块组织切片，可以实现组织全景分析，无需

预设选取分析区域；一次上机可并行检测两张玻片；目前每张切片可完成数百个靶基因的分析，后期将可实现1000+个靶基因的检测。

高灵活性：

高样本兼容性： 多种预制Panel可选，也可添加定制多达100个靶基因，满足特定研究的个性化需求。 能够识别短或高度降解的转录本，可兼容新鲜冷冻样本(FF)，福尔马林固定石蜡包埋样本(FFPE)及组织矩阵样品(TMA)等各类常见临床转化样品类型。

非破坏性：

（H&E）信息，与组织病理学研究无缝整合。 Xenium的非破坏性分析能够在运行后保持组织形态完整性，可在同一张新鲜冷冻或FFPE切片上获得RNA、IF和形态学

超高定位精度：

转录本单分子识别定位精度<60nm。


 

四、Xenium技术可选panel类型

1.人乳腺癌panel：280 genes，可再定制100 genes；

2.小鼠脑panel：248 genes，可再定制100 genes；

3.人和小鼠都有泛组织的panel可选择；

4.伯豪预定制panel：肿瘤、免疫、神经方向等。
 

五、Xenium技术实验流程

1.Xenium的实验流程主要分四部分：组织切片、探针杂交与扩增、上机测试、数据分析；

2.从组织切片到数据下机所需时间为：6-8天（依样本贴片大小而增减上机时间，样本覆盖面越大，上机时间越长）。

六、Xenium技术下机数据

1.网页质控：基础信息、提示警告或者错误信息；

2.拟合的DAPI图像：OME-TIFF（格式）；

3.细胞切割和边界信息：细胞核和细胞边界坐标；

4.亚细胞分辨率转录本定位（基因表达）信息：转录本定位和细胞分配信息；

5.细胞-分析物表达矩阵：HDF5 和 MTX（后续可以直接进行数据分析）；

6.后续分析：包含表达水平、细胞定位、分型、聚类、降维分析和差异表达。

七、Xenium技术应用场景

八、亚细胞空间原位多组学整体解决方案

1.Xenium独立分析：探究关注基因集（panel）的空间表达特征，解析复杂组织中细胞组成及细胞间的互作，研究特定生理病理

结构区域下的基因表达信息。推荐肿瘤、免疫、神经（神经性疾病、或者做感知、认知方向）等研究领域的客户;

2.Xenium+单细胞联合分析：解锁各个细胞群的空间位置信息，更高灵敏度及特异性地挖掘细胞间互作及分子调控机制，对关

注基因的表达及目标细胞群（如新鉴定到的细胞亚群）进行亚细胞定位研究;

3.Xenium原位杂交+空转：解析亚细胞水平时空基因组学;

4.单细胞+空转+Xenium原位杂交：对多细胞类型近距离共存区域的细胞类型进行精确定位。

九、案例解析

使用单细胞测序、空间转录组和原位分析技术对FFPE乳腺癌肿瘤样本的微环境进行高分辨率绘图

High resolution mapping of the breast cancer tumor microenvironment using integrated single cell, spatial and in situ

analysis of FFPE tissue

发表杂志：

预印版

发表时间：

2022年10月

摘要：

10X Genomics选择乳腺导管原位癌组织连续切片，同时使用了Chromium单细胞（FFPE-Seq）、Visium空间技术和Xenium原

位技术方案作为对比，为我们详细展示了三种技术的高度互补性，以及Xenium方案在亚细胞空间分辨率上的强大优势。在该项乳腺

癌分析实验中，研究人员选择了280个基因和33个定制化基因共计313个基因，经过基因解码和成像之后，为我们展示了完整的乳腺

癌结构信息。Xenium数据进行了细胞分割画出了细胞边界，在此处所采用的参数是DAPI细胞核区向外延展15um或者接触到下一个

细胞，利用Xenium Explorer软件可以很清晰的看到细胞边界。通过此项分析，研究人员共观察到了167,885个细胞，共计36,944,521

个转录本，中位数每个细胞166个转录本。将Xenium数据与Chromium单细胞（FFPE-Seq）进行比对，发现Xenium数据中92%的细胞

可以精准地归入某一类细胞类型，证明了Xenium原位技术在细胞异质性挖掘中的能力。Xenium原位技术与Visium空间技术通过对

共同捕获区域进行对比，两者仍能表现出一致的空间表达情况。但是Xenium原位技术的灵敏性比Visium空间技术高8.4倍，特异性方

面也要优于Visium空间技术。并且发现Xenium原位技术真正的优势是在多细胞类型近距离接触的情况下以高分辨率在空间上定位

多个基因。Xenium原位技术还可以实现在同一张切片上进行蛋白质和RNA成像。Xenium原位技术可以与单细胞测序、Visum空间技

术进行高效的数据整合，来推动肿瘤学研究以及诊断和治疗学的发展。

Xenium亚细胞空间原位分析技术信息由上海伯豪生物技术有限公司为您提供，如您想了解更多关于Xenium亚细胞空间原位分析技术报价、型号、参数等信息，欢迎来电或留言咨询。

注：该产品未在中华人民共和国食品药品监督管理部门申请医疗器械注册和备案，不可用于临床诊断或治疗等相关用途