香港城市大学史鹏团队利用纳米针阵列实现新鲜组织空间多组学低价“快照”

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NBE：告别昂贵测序：香港城市大学史鹏团队利用纳米针阵列实现新鲜组织空间多组学低价“快照”
9 u: g* ]9 H) R来源：iNature 2026-08-15 09:40
% w: a& I1 }6 t: I7 M该研究开发了一种名为Spectrum-FISH的新型空间转录组学技术，可实现新鲜组织切片中转录后调控（mRNA、miRNA和m⁶A甲基化RNA）的低成本、高通量空间原位分析。
/ z. C0 N$ ?/ c4 |空间转录组学已改变了组织分析，但仍受限于高成本、复杂工作流程、对测序的依赖以及新鲜组织中转录后调控的可及性有限。
1 ~# Q# V* I: F1 l8 S% Z8 W2026年7月28日，香港城市大学史鹏团队在Nature Biomedical Engineering在线发表题为“Sequencing-free spatial profiling of post-transcriptional regulation in fresh tissues using nanoneedle arrays”的研究论文。该研究开发了一种名为Spectrum-FISH的新型空间转录组学技术，可实现新鲜组织切片中转录后调控（mRNA、miRNA和m⁶A甲基化RNA）的低成本、高通量空间原位分析。
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基因表达的空间异质性与正常或疾病状态下的人类生理密切相关。开发能够以细胞分辨率跨组织捕获这种空间信息的技术对于推进我们对大规模细胞群体中关键遗传或表观遗传调控的认识变得越来越重要。特别是，荧光原位杂交（FISH）已被广泛用于评估mRNA的空间分布，而FISH的进一步发展结合不同编码策略，如多重错误鲁棒荧光原位杂交和顺序荧光原位杂交，已实现mRNA的高度多重分析。+ K: K6 W& z( J: q3 A5 b
这些技术大多集中于靶向转录本的亚细胞定位，并不理想用于分析宽组织样本中的空间转录组异质性。在某些情况下，对高要求成像系统的需求进一步构成了其更广泛应用的技术障碍。# {/ T1 M( l6 r4 w, t

% k# R  R# ~' i) h! p; T6 I, j机理模式图（图源自Nature Biomedical Engineering）# d/ C3 ?% ^* j  t2 R8 {
在此，研究人员提出了一种无测序且无扩增的方法，用于大组织切片上转录后调控的空间分析。该方法操作于新鲜、最低限度处理的组织切片，使用纳米针阵列从单个细胞中提取RNA分子，同时保留空间组织。信使RNA、微小RNA和N6-甲基腺苷修饰的RNA通过多重荧光编码和基于成像的解码在亚细胞分辨率下进行定量。' R% `' G9 L; G7 A% T1 F( T% {
与荧光原位杂交、免疫染色和批量测量的基准比较表明，其灵敏度和空间保真度与已建立的空间转录组学方法相当，同时降低了成本和工作流程复杂性。通过绘制发育中小鼠神经组织中模式化mRNA表达图谱，并将其应用于嗅球—一个为空间异质性提供严格测试的层状脑区—来验证该方法。最后，证明了其对人活检样本的适用性，实现了与疾病分层和预后相关的低成本空间多组学分析。% N0 q5 S2 ~; t# A: S; q9 I2 f3 u
参考消息：https://www.nature.com/articles/s41551-026-01745-02 v' j" M) p1 J4 S
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