近來單細胞組學研究的發展使生命科學研究步入更加微觀的層面。對單個細胞基因功能的了解不僅刷新了我們對組成組織的細胞類型的發現，也讓我們對組織中的細胞功能和互作機制有了全新認識。但是，需要將新鮮組織進行單細胞解離，需要足夠活性的細胞進行實驗，這些要求使得很多研究在一開始就被拒之門外。另外，雖然通過數據還原，結合已有認知可以大概推斷出來不同的細胞類群在原有組織中的情況。但真實的組成我們不能清晰描繪。因此，面對這樣的現狀，有沒有更好的解決方案呢？
當二代測序近乎完勝基因芯片時，誰也不會想到，芯片會有一個華麗轉身，而這次，基因芯片將為二代測序的拓展研究發揮決定性的作用，這就是空間轉錄組測序研究的橫空出世--10x Genomics Visium空間基因表達解決方案。
空間轉錄組測序以冰凍切片為材料，解決了細胞解離和細胞活性要求的限制，也將樣本取下后到單細胞測序建庫留有足夠的時間。通過將冰凍切片進行組織染色和芯片的細胞捕獲，實現了同時對空間位置的保留和“單細胞”標記及基因表達檢測。
圖1 芯片組成與探針特點
后期通過將組織染色結果與基因表達矩陣的結合，實現細胞、基因表達、空間位置的3D建模，為正確識別組織中不同細胞的類型和基因表達特征提供了可能。
圖2 數據展示
通過空間轉錄組測序，結合后續的數據分析方案，可實現多種分析需求：組織區域中的基因表達展示，單個特定區域的基因表達模式分析，不同區域中基因表達模式比較和基于機器學習的細胞類型鑒定：
圖3 空間轉錄組分析內容
圖4 基于空間小鼠大腦中的基因表達圖譜
這款空間轉錄組的7大優勢：
1.獲得多種樣品類型中完整組織切片的無偏倚和高通量基因表達分析；
2.檢查同一組織切片中的組織學和mRNA分布，并發現新的組織生物標記；
3.闡明生物學結構并了解局部細胞在正常組織和患病組織中如何相互作用；
4.避免解離樣品以進行基因表達研究；
5.無需細胞亞型或細胞標志物先驗知識即可表征細胞群；
6.分析和了解基因表達異質性及其對生物系統的影響；
7.通過添加基因表達信息來確認，表征或否定形態學結論。
這款空間轉錄組的特點：
1.平臺穩定，不需要單細胞解離；
2.組織兼容性強，大部分人，小鼠，大鼠組織都可用；
3.實驗周期短，一天可完成樣本到建庫；
4.針對新鮮冷凍樣品進行了優化，石蠟樣本也適用；
5.一張芯片4個捕獲區域，每個捕獲區域在6.5mm2區域上包含5000個條形碼化的mRNA捕獲點（每個斑點平均捕獲1-10個細胞，具體取決于組織類型）；
6.數據分析工具成熟，可用Space Ranger和Loupe Browser軟件進行可視化；
7.可輕松與當前用于組織分析的實驗室方法和工具有機結合；
8.高分辨率，高靈敏度。