ACAIC2024主題論壇八：下一代空間多組學檢測技術論壇

ACAIC2024 主題論壇八：下一代空間多組學檢測技術論壇

　　2024年11月15-16日，第九屆中國分析儀器學術大會（ACAIC 2024）在廣東深圳隆重召開。主題論壇八“下一代空間多組學檢測技術論壇”在會議次日成功舉辦。該論壇由中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院參與組織，中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院副院長孫飛研究員擔任論壇主席，中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院彭廣敦研究員負責召集，為推動空間多組學技術的發展和應用提供了重要交流平臺。

上海交通大學分子醫學研究院 宋佳研究員

　　宋佳作題為“單細胞時空組學測序儀器及應用”的報告，介紹了課題組利用空間組學測序揭示細胞類型、狀態、位置的動態變化及其內在分子機制方面的工作。基于正交組合編碼的空間轉錄組測序新方法 Decoder-Seg，開發微流控正交組合編碼降低操作復雜度及制備成本，發展三維探針標記新策略顯著提升捕獲探針密度，性能表現領先。Decoder-Seg 實現組織水平高分辨細胞分布分析，突破傳統病理診斷的瓶頸，為癌癥侵襲機制研究、臨床診斷標志物的發現提供有力工具。并且，探針轉模印跡石蠟樣本測序跨越石蠟樣本障礙，拓寬樣本類型多樣性。此外，還基于RNA代謝標記的時空轉錄新方法，實現了動態分析，揭示基因表達動態信息。

北京大學化學學院 黃巖誼教授

　　黃巖誼作題為“亞細胞分辨率的原位空間轉錄分析”的報告，開發了SPRINTseq(空間分辨和信號稀釋的下一代靶向測序)方法，通過混合塊編碼與分子稀釋策略，實現了快速且高分辨率的原位空間轉錄組分析，為揭示細胞及亞細胞層面的分子結構變化提供可能，有望推動對疾病機制的深入理解和治療策略的開發。這種改進的空間轉錄組技術對于探索復雜的生物過程和疾病機制具有巨大的潛力。

廣州國家實驗室 田魯亦研究員

　　田魯亦作題為“Garfield: Graph-based contrastive learning enables fast single-cell and spatial embedding”的報告。單細胞與空間組學技術有望通過揭示組織內細胞微環境和相互作用，轉變對組織特定功能的理解。然而，有效整合和表征跨單細胞與空間組學樣本的細胞微環境仍具挑戰。團隊推出了Garfield——一種基于圖對比學習的深度學習方法，通過交互感知的細胞嵌入來解決整合難題。Garfield學習不同技術數據的共享嵌入空間，助力空間參考圖譜構建。結果顯示，Garfield在識別多數據集中的空間領域方面，表現優于現有先進模型。這些發現突顯了Garfield在整合和解釋各種組織類型和模態下的復雜空間數據方面，推動空間組學領域發展的潛力。

浙江大學化學系 鄔建敏教授

　　鄔建敏作題為“印跡質譜成像技術及其在臨床空間代謝組學的應用”的報告。利用硅基微納芯片質譜技術，開發了一種新型臨床質譜技術。研究包括頂端接觸取樣激光解析質譜（TCSI-MSI）及臨床空間代謝組研究和膜介導印跡質譜成像MMI-MSI及臨床應用。并展望下一代空間組學分析儀器，應向系統集成創新的方向發展，包括試劑盒(芯片)+前處理設備+儀器+數據庫+人工智能。

中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院 孫飛研究員

　　孫飛作題為“體電子顯微學和細胞超微結構圖譜”的報告。體電子顯微學(VEM)是研究生物組織樣品三維精細構造和細胞超微結構圖譜的重要技術手段，是生物電鏡前沿技術，在2023年別Nature雜志列為7個值得關注的技術之一。基于VTEM和vSEM技術，他介紹了體電子顯微學在細胞超微結構圖譜的應用，并將該圖譜和代謝圖譜等多組學圖譜進行關聯，從而為生物醫學譜圖研究提供多個研究維度。

深圳理工大學 曹罡教授

　　曹罡作題為“單細胞多模態空間組學技術及儀器研發”的報告，介紹了團隊在單細胞分析領域的最新進展。他強調了在優化測序技術、降低實驗成本和提高數據分析精度方面的工作，包括開發中低通量FISH技術、Omega-FISH、UFO DNA FISH病理檢測探針以及高效的單細胞空間轉錄組分析策略等。此外，曹罡還提到了在空間多組學技術中的應用，如提高分辨率、減少批次效應，以及通過機器學習實現自動化識別和診斷，為精準醫療和疾病研究提供了強有力的工具。

青島百創智能制造技術有限公司副總裁 劉敏

　　劉敏作題為“大尺寸空間轉錄組芯片及其配套精準細胞分割成像系統”的報告。近年來，空間組學成為極為重要的科研熱點。然而，目前大部分空間芯片主要集中在小面積芯片領域。在此背景下，百創智造在原有百創S 級芯片的基礎上，成功開發出了尺寸為50mmx60mm 的大尺寸空間轉錄組芯片——百創53000空間轉錄組芯片，三片合一實現單細胞級空間轉錄組，從而實現超高分辨率、原片明場+原片明場+原片熒光染色+原片空間測序、全面兼容市面上主流的測序平臺、多種捕獲區域靈活應用。

中國科學技術大學 唐愛輝教授

　　唐愛輝作題為“空間多組學成像技術和全自動分析平臺MetaScope開發”的報告。基于熒光成像的空間組學技術發展迅速，但其復雜的成像流程和圖像分析在工程和算法方面嚴重制約了技術的推廣與應用。團隊基于原創的BASSFISH空間轉錄組成像技術，開發了一套通用全自動空間組學成像設備MetaScope，并整合了基于AI的圖像分析和統計算法，推出了一款高自動化的空間組學成像數據分析軟件，從而建立了一個用戶友好的成像與分析平臺。

北京鎂伽科技有限公司高級行業解決方案總監 陳毓欣

　　陳毓欣作題為“人工智能驅動的新一代實驗室”的報告，分享了鎂伽在實驗室自動化領域的進展，提出建設人工智能與自動化驅動的新一代實驗室（5.0）。鎂伽科技服務了超過500位客戶實現了實驗室自動化的各種需求。鎂伽科技智慧實驗室--鯤鵬實驗室3.0，裝備分子、蛋白質、細胞、多組學、類器官5大先進平臺，實現全流程自動化，能力顯著提升。

中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院 彭廣敦研究員

　　彭廣敦作題為“空間組學技術開發與應用”的報告。空間組學作為一個快速發展的領域，旨在彌補這一空白，通過解析細胞在其天然組織中的自然狀態，使研究人員能夠識別位置定義的細胞類型，并理解塑造組織結構和功能的復雜通訊網絡。將空多組學和單細胞分析技術整合將進一步能揭示了基因與其功能輸出之間的機制聯系。此外，還提出了建立人類細胞譜系大數據平臺的設想，旨在實現全生命周期細胞測繪，并開發人工智能模型進行細胞操作，助力于基本生命活動的理解。

深圳華大智造科技股份有限公司高級副總裁 倪鳴

　　倪鳴作題為“從基因到細胞-多組學的時空探索”的報告，分享了近年來華大智造在基因與細胞時空分析領域的探索。華大智造通過自主知識產權的分析工具，利用基因組學、細胞組學、時空組學等多組學技術開展研究，開發了Cell Omics等系列產品并持續優化，更好地迎接生命科學6D時代的到來。