产品原理

空间多组学是目前生命科学和基础医学领域的重要研究热点，其中Spatially Resolved Transcriptomics空间转录组学被Nature Methods 评为Method of the Year 2020，并指出它“将改变细胞生物学以及病理学和组织学的研究和工作方式”。

由Vizgen开发和制造的MERSCOPE®系列仪器采用了突破性的MERFISH技术（Multiplexed Error Robust Fluorescence In-Situ Hybridization，多重抗错荧光原位杂交技术），该核心技术来自哈佛大学庄小威院士实验室，结合了smFISH（single-molecule Fluorescence In-Situ Hybridization，单分子荧光原位杂交技术）和亚细胞成像的优势，实现真正意义上的基因可视化的原位亚细胞空间转录组学分析。基于MERFISH技术和超高分辨成像的MERSCOPE®系列平台直接绘制和量化单个细胞中成百上千种RNA的空间分布，而无需进行下游测序。该平台提供了研究亚单细胞空间转录组学的强大工具，开创了转录组学研究的新纪元，让转录组学研究步入下一代。

MERFISH技术扩展了单分子FISH（smFISH）的功能，使用组合标记、顺序成像和抗错条形码方案以亚微米精度检测RNA。这为研究人员提供了了解每个细胞内转录组的窗口。通过MERFISH技术，可以生成RNA表达、细胞类型、细胞状态和组织物理结构的完整生物图谱。

该系统的抗错条形码方案和组合标签确保了转录本的最高检测准确性。如果背景荧光确实导致读数错误，系统可以很容易地将读数纠正到最接近的正确条形码。虽然MERFISH不需要测序，但MERSCOPE的测量结果与bulk RNA-seq数据相关，并且在重复进行实验时具有高度可重复性。MERSCOPE比基于阵列的平台提供更高的检测效率，每个基因可以多检测出70倍的转录本。

MERFISH技术于2015年首次发表，截止2024年12月，应用MERFISH技术及MERSCOPE系列产品发表的高质量研究项目文献已有360多篇，其中CNS正刊40多篇，含CNS子刊110多篇，每年都有更多令人兴奋的发现。凭借可靠、有价值的数据集以及值得信赖的数据质量，该技术让科学家对空间基因组学分析充满信心，从而推动生物学研究。

产品特点

为什么要研究原位单细胞空间基因组学？为了真正理解细胞生物学和基因表达，研究人员需要能够保持组织天然复杂性的工具。他们需要捕捉细胞的异质性，来了解组织的构成方式以及细胞之间是如何相互作用的。这就是原位单细胞空间基因组学能做到的。

借助先进的空间基因组学技术，研究人员可以在亚细胞水平上高度特异性地定位RNA转录本，即使对于低表达的基因也不在话下。其他技术，如单细胞测序，需要分解组织，会造成组织结构的丢失。空间基因组学技术保留了组织结构，同时提供高效的多重能力，一次可分析成百上千种基因，从而能够探索单份样本中的单细胞、细胞间相互作用或组织水平结构。

MERFISH技术结合了基因组学和传统生物标志物成像技术，其高度多重原位检测，可通过分析在原生环境中的单细胞群体（包括常见和罕见的）来捕获基因表达的细微差别。这是生物学的一个新维度，可以为生物体如何运作提供丰富的洞察和见解。

原位：细胞在它们的原生环境中进行分析；

单细胞：逐一分析细胞，捕捉样本内细胞的多样性和异质性；

空间基因组学：分析样本中细胞的相对（空间）位置和基因表达。

通过MERSCOPE系列平台，Vizgen将MERFISH技术与高分辨率成像、流控技术、图像处理和自动化相结合，提供完整的端到端的空间基因组学解决方案，能获得和完成高质量MERFISH分析所需的所有组件和培训，包括了试剂、基因Panel设计和软件解决方案。用户可根据自己的研究内容设计基因Panel的类型，具有广泛的适用性和灵活性。

MERFISH 2.0：新一代空转技术，挑战低质量样本检测！

MERFISH 2.0技术可确保RNA断链的共定位，提高低质量RNA的检测灵敏度，显著增强探针的检出信号，解锁长期保存/低质量的FFPE样本！

MERSCOPE 特点：

1、超高空间分辨率；

2、单张切片更大的检测面积；

3、更快的扫描检测速度；

4、更高的检测灵敏度；

5、同一切片上同时检测上千重基因与多个蛋白；

6、准确的细胞边界分析；

7、可适用长期保存的FFPE样本；

8、更多类型的样本兼容：包括新鲜/固定冷冻组织、FFPE和细胞样本等，物种不限于人类、小鼠、植物、涡虫等；

9、可完全自由选择基因Panel；

10、强大的核心光学组件。

应用概述

MERSCOPE 是目前唯一获得MERFISH授权的、商品化的、可实现成百上千种基因检测的原位单细胞转录组研究平台。

MERSCOPE 为肿瘤学、免疫学、神经科学、传染病、发育生物学、植物学、农业、细胞和基因治疗等领域广泛的基于全组织的基础研究和转化医学提供了变革性的见解，是加速药物发现和开发的重要工具。用户可根据自己的研究内容设计基因Panel的类型，具有广泛的适用性和灵活性。

应用详细列举如下：

（1）肿瘤等复杂疾病药物作用机制分析

（2）肿瘤等疾病发生机制、耐药机制分析

（3）免疫治疗新靶点发现

（4）微环境异质性分析及生物标志物筛选

（5）肿瘤鉴别诊断及伴随诊断等标志物开发

（6）神经干细胞再编程及神经退行性疾病的干细胞治疗

（7）神经退行性疾病中神经环路的免疫调控及功能研究

（8）解析脊髓躯体运动的神经环路构成及编码原理

（9）解析损伤后脊髓神经环路重建的机制

（10）感染、炎症性疾病、传染病，组织水平致病原与免疫重建共分析等

截止2024年12月，应用MERFISH技术及MERSCOPE系列产品发表的高质量研究项目文献已有360多篇，其中CNS正刊40多篇，含CNS子刊110多篇，全球用户280多家。

1、MERSCOPE系统有更出色的检测效率

2、MERFISH技术可绘制复杂组织中的细胞类型

3、MERFISH技术可原位显示细胞与细胞之间的空间临近和影响

4、MERSCOPE的大视野

5、MERFISH技术可高度多重RNA成像，多达10000个基因同时检测

6、MERSCOPE系统兼容蛋白markers同时染色

7、MERCOPE系统助力创建高分辨率小鼠全脑细胞图谱

8、MERFISH 2.0：低质量小鼠乳腺的FFPE样本

使用MERFISH 2.0的小鼠乳腺FFPE样本的空转图片：

用户评价：

Raymond Yip，澳大利亚WEHI研究所：

“这些数据着实让我们大为惊叹，因为在劣质样本中我们竟然能够检测到数量惊人的转录本——几乎是 MERFISH 1.0 技术检测结果的 10 倍之多！”

9、MERFISH 2.0：人结直肠癌的FFPE样本

使用MERFISH 2.0的人结直肠癌的FFPE样本的空转图片：

用户评价：

德国图宾根大学医院：

“我们之所以选择MERFISH技术，是因为其灵敏度高且对组织样本的要求相对较低。MERFISH 2.0 的惊人（亚细胞）分辨率让我们大为惊喜，尤其是与MERFISH 1.0相比更是如此。这将使我们能够仅利用这些数据就可以验证项目的主要假设。非常感谢！！！”

10、MERFISH 2.0：小鼠的胰腺导管腺癌（PDAC）的固定冰冻样本

使用MERFISH 2.0的小鼠的胰腺导管腺癌（PDAC）的固定冰冻样本的空转图片：

用户评价：

Marco Genua, San Raffaele-Telethon Institute for Gene Therapy (SR-TIGET)：

“MERFISH 和 MERSCOPE 是实现高质量空间转录组数据的绝佳搭档，这些数据对于剖析肿瘤微环境的复杂性至关重要。得益于 MERFISH 2.0 技术，我们获得了令人惊叹的数据，包括胰腺导管腺癌（PDAC）组织的数据。对于这类组织而言，由于其高含量的组织内 RNase 导致的 RNA 质量欠佳问题，将不再是技术上的限制因素。”