技术突破 - Stereo-cell技术实现多模态整合、原位动态捕捉、极限样本兼容和百万级通量突破 彻底打破传统单细胞测序技术局限[4] - 基于高密度DNA纳米球阵列芯片 无需依赖特定设备进行细胞分隔封装 直接对细胞进行原位捕获和转录组测序[6] - 芯片尺寸支持0.5cm×0.5cm至6cm×6cm规格 通量范围覆盖百个至百万个细胞 最大尺寸可达13cm×13cm具备更大通量潜能[11] 核心优势 - 通过220nm直径DNA纳米球以500nm间距密集排列 通过静电吸附实现无差别精准捕获 避免传统微流控技术的细胞类型偏好和形态丢失问题[9] - 整合荧光染色和抗体标记技术 同步解析细胞形态、转录本和细胞表面蛋白信息 实现多模态立体洞察[13] - 支持细胞原位培养 可捕捉基因转录活性变化并保留空间位置及时序信息 应用于大规模药物筛选和小分子扰动实验[15] - 兼容骨骼肌纤维和卵母细胞等特殊样本 成功捕获719个卵母细胞并绘制其生长成熟过程中的多维度动态变化[19] 应用前景 - 推动单细胞组学技术进入高通量、多维度、可操控的新发展阶段 为细胞病理、发育与衰老、免疫与疾病等前沿研究提供支撑[4] - 临床领域开创分子医学新途径 复旦大学中山医院等六家医院已组建临床小组开展技术转化项目[20] - 成立百亿细胞联盟(10BC) 旨在绘制细胞图谱、构建虚拟细胞 推动生命科学从生物数据储备到智能技术驱动的产业革新[4] 技术验证 - 单细胞基因表达谱与传统平台数据高度一致 细胞类型比例更契合真实情况 可精准识别占比仅0.05%的稀有细胞亚群[10][11] - 在成纤维细胞研究中成功解析细胞迁移和纤维化过程中的基因表达变化 以及细胞外囊泡时空分布规律和细胞间互作信号[15]

技术突破 - 实现多模态整合、原位动态捕捉、极限样本兼容和百万级通量等技术突破 打破传统单细胞测序技术局限 [1] - 基于高密度DNA纳米球阵列芯片 无需依赖特定设备进行细胞分隔封装 可直接对细胞进行原位捕获和转录组测序 [2] - 芯片以直径220纳米小球以500纳米间距密集排列 通过静电吸附捕获细胞 避免传统方法导致的细胞丢失或变形问题 [2] - 结合显微成像及空间定位 对每个细胞进行精准识别 避免因细胞重叠或背景杂乱导致的误判 [2] - 整合荧光染色和抗体标记技术 同时捕获细胞形态、转录本和细胞表面蛋白 相当于拍摄"多模态立体照片" [4] - 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 [4] 性能参数 - 在0.5×0.5厘米至6×6厘米芯片规格上实现从百个到百万个量级细胞投入的超宽通量范围 [3] - 芯片尺寸最大可达13×13厘米 为未来更大细胞通量研究提供可能 [3] - 能够一次性捕获和识别百万个细胞 [1] - 可精准识别占比仅0.05%的稀有细胞亚群 [3] - 在卵细胞研究中高通量原位捕获719个卵母细胞 [5] - 单细胞基因表达谱与传统平台数据高度一致 且细胞类型比例更契合真实情况 [2] 应用场景 - 推动单细胞测序从"平面解析"迈向具备"立体洞察"能力的脱"单"时代 [1] - 为细胞病理、发育与衰老、免疫与疾病、动植物遗传与进化等前沿研究提供支撑 [1] - 解析传统技术难以处理的极限样本 如骨骼肌纤维研究中精准区分不同功能区域基因表达 [5] - 捕获细胞迁移和纤维化过程中的基因表达变化 解析细胞外囊泡时空分布规律及细胞间互作信号 [4][5] - 应用于大规模药物筛选和小分子扰动实验 [5] - 显著推动单细胞组学迈向临床细胞组学 在疾病机制研究和临床转化中发挥潜力 [4] 行业影响 - 基于该技术平台成立"百亿细胞联盟" 旨在绘制细胞图谱、构建虚拟细胞、解码生命底层规律 [5] - 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" [6] - 整合百亿、千亿级别细胞多维信息并通过AI模型分析 深化对疾病机制理解 推动复杂疾病和慢性病防控 [6] - 技术平台被定位为新一代生命数据引擎 与扎克伯格-陈计划(CZI)的"十亿细胞项目"形成技术代差 [6]

研究核心突破 - 提出"跨组织细胞模块"(Cellular Module, CM)概念，通过CoVarNet计算框架识别出12个具有独特细胞组成和组织分布的功能模块 [8][9][10] - 构建迄今最完整的人体跨组织单细胞图谱，整合35种组织706份健康样本数据，覆盖229万个细胞及76种细胞亚型 [8][12] - 首次系统性揭示多细胞协同在组织层面的空间动态特征，如肠道中CM05(诱导模块)与CM02/CM03(效应模块)的功能分工 [14] 细胞模块功能分类 - **免疫架构模块**：CM04/06/09主导免疫细胞生产与储存，富集于骨髓、胸腺等淋巴器官 [10][13] - **屏障组织模块**：CM02/03/05分布于胃肠/泌尿黏膜，CM08富集于皮肤/口腔等屏障组织 [10][13] - **基质-免疫模块**：CM07/12特异性存在于生殖系统，CM01(含巨噬细胞/成纤维细胞)在所有人体系统广泛分布 [10][13] - **代谢与血管模块**：CM10(血管单元)含周细胞/内皮细胞，CM11在肺/肝等代谢器官活跃 [10][13] 临床关联发现 - 脾脏免疫模块CM05/06呈现年龄相关性动态变化，CM05随年龄增长而增加，CM06则减少 [14] - 乳腺模块CM12活性降低与绝经状态显著相关，可作为更年期进展的生物标志物 [14] - 癌症微环境中观察到细胞模块双重重塑：健康组织特异性模块瓦解，肿瘤相关模块cCM02崛起 [15] 技术方法论 - 开发CoVarNet计算框架，将多细胞协同转化为共现细胞网络进行量化分析 [9] - 结合空间转录组学验证模块功能，如派氏结中CM05的黏膜免疫诱导作用 [14] - 泛癌分析涵盖29种癌症类型1062个样本，鉴定出15种癌症相关细胞亚群 [15]