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单细胞测序具备“立体洞察”能力

2025-08-24 10:0020people

本报深圳8月23日电（记者严圣禾 通讯员赵恩汐）日前，记者从华大生命科学研究院获悉，该院基因组多维解析技术全国重点实验室联合多家机构，发布了细胞组学技术Stereo-cell。这项技术打破了传统单细胞测序技术局限，标志着中国在细胞组学技术领域取得原创性引领成果——从单细胞测序往往只能获取单一分子层面信息的“平面解析”模式迈向兼顾多模态信息、具备“立体洞察”能力，并将为规模化开展细胞病理、发育与衰老等前沿研究提供强有力支撑。相关成果于近日发表于国际学术期刊《科学》。

这一成果有效避免了传统方法的局限性：传统的单细胞测序技术多基于液滴微流控技术，易因其物理限制导致细胞丢失或变形问题；“纳米级高精准捕手”Stereo-cell以高密度DNA纳米球阵列为核心，直径仅220纳米的小球以500纳米的间距密集排列在芯片上，通过静电吸附即可捕获细胞。

该技术还结合显微成像及空间定位，对细胞进行“CT扫描”和“GPS定位”，能在一张密密麻麻的细胞“集体照”中精准识别每个细胞，避免误判。

更重要的是，Stereo-cell具备从百个到百万个量级细胞投入的超宽通量范围，能够在一次实验中从大规模样本中识别出稀有细胞亚群，即便是占比仅0.05%的稀有细胞，也能实现“大海捞针”。其芯片最大尺寸可达13厘米乘以13厘米，具备更大细胞通量潜能。

“一次实验就能捕获百万数量细胞，并且获取形态、转录和蛋白特征，实现更深度地解析细胞的病理状态。”文章共同第一作者、华大生命科学研究院刘传宇研究员说。

除此之外，Stereo-cell支持细胞直接在芯片上培养，实现原位动态测序，捕捉基因转录活性变化，并保留空间位置及时序变化信息，做到细胞变化“实时直播”。

对于传统技术难以处理的复杂结构和大细胞，Stereo-cell也展现出独特的优势。以骨骼肌纤维研究为例，Stereo-cell能精准区分不同功能区域的基因表达，揭示肌纤维的空间异质性。

正如文章共同通讯作者、基因组多维解析技术全国重点实验室主任、华大集团首席研究员徐讯所言：“基于此平台发起的百亿细胞联盟，将构建包括生命图谱、疾病图谱和扰动响应图谱在内的‘三大细胞宇宙数据库’。欢迎全球科研团队共建共享，共同推动细胞AI大模型与虚拟细胞系统研发。”

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