MERFISH 2.0：新一代空转技术，挑战低质量样本检测！

MERFISH 2.0：新一代空转技术，挑战低质量样本检测！

 

效率与精准双飞跃、开启科研新篇章！——新一代MERFISH技术，通过RNA锚定、优化编码探针结构和增强读出探针设计，创新赋能空转研究，突破长期FFPE样本限制，大幅度提升检测效率！

 

森西赛智联合Vizgen将于“2025第四届长三角单细胞组学技术应用论坛暨空间组学前沿论坛”大会期间正式开启MERFISH 2.0预订服务，解锁长期FFPE样本的无限可能，该技术即将正式上市发布，敬请关注！

 

（一） MERFISH 2.0诞生！

 

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”。

 

MERSCOPE系列“超高分辨单细胞原位空间组学分析系统”以革命性的MERFISH“Multiflexed Error Robust Fluorescence In-Situ Hybridization（多重抗错荧光原位杂交）”技术为基础，可在亚细胞分辨率下实现大规模多重的核酸与蛋白分子成像，具有高精度和无与伦比的检测效率。MERFISH和MERSCOPE的出现开启了研究空间组学的新维度。然而，对于那些RNA降解或交联程度较高的组织样本来说，在原位进行基因表达测量存在一定的挑战：很多样本保存方法并未针对保持RNA完整性进行优化，较低的RNA质量会降低RNA分析方法的灵敏度，并限制从样本中提取信息的数量和质量。

 

Vizgen的科学家对MERSCOPE®平台进行了改进，以优化通量并提高针对降解RNA样本的检测灵敏度。MERSCOPE UltraTM平台可实现在高达3cm2的组织切片中进行MERFISH测量，与现有主流设备相比，采集速度提高了约2倍。为了更好地改善从低RNA质量样本（如既往保存的FFPE组织样本）中获取和检测RNA的能力，开发了新一代的MERFISH 2.0化学方法和更新的试剂和样本制备工作流程，可显著提高MERFISH在各种样本中，特别是在RNA质量较低的组织样本中的检测灵敏度！

 

图1. 在完整的RNA样本中，多个编码探针沿着转录本进行结合，在“1”条形码位置产生强烈的荧光信号。

 

图2. 在降解样本（如长期保存的FFPE组织）中，降解后的RNA片段会导致探针结合位点减少，从而降低信号强度。在RNA质量较低的情况下，背景噪声可能会掩盖信号，使得转录本定量变得更加困难。

 

图3. MERFISH 2.0技术，通过（1）RNA锚定、（2）优化的编码探针结构和（3）增强的读出探针设计，创新赋能空转研究，突破长期FFPE样本限制，大幅度提升检测效率！

 

（二）MERFISH 2.0的特点和益处

 

MERFISH 2.0工作流程引入了：

（1）改进RNA锚定方式以确保RNA片段的共定位，这对于维持转录本的完整性以及探针的可及性至关重要；

（2）优化编码探针结合以最大程度提高目标位点的占有率，从而增加读出探针结合的概率；

（3）增加和每个编码探针结合的读出探针数量，显著增强荧光信号，针对性增加信噪比。

 

新一代的MERFISH 2.0设计，以及其优化的样本制备工作流程可以极大地提高样本中的转录本的检测灵敏度，大幅度提升RNA质量较低的，如保存年限较长的FFPE组织样本中的RNA的检测效率和灵敏度！

表1. MERFISH 2.0的特点和益处。

 

（三）MERFISH 2.0的应用

 

 

3.1 低质量小鼠乳腺的FFPE样本

 

图4. 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！

The data really amazed us with the extraordinary number of transcripts we could detect in sub-optimal samples—almost 10-fold higher than MERFISH 1.0!”

 

3.2人结直肠癌的FFPE样本

 

图5. 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！！！

We decided on MERFISH due to the high sensitivity and the relatively low requirements for tissue samples. Our expectations were greatly surpassed by the astonishing (subcellular) resolution of MERFISH 2.0, especially when compared to MERFISH 1.0. This will allow us to mechanistically test the main hypothesis of the project using this data alone, Thank you very much!!!”

 

3.3 小鼠的胰腺导管腺癌（PDAC）的固定冰冻样本

 

图6. 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。

MERFISH and MERSCOPE are the perfect companion to achieve high quality spatial transcriptomic data which are extremely important to dissect the complexity of the tumor microenvironment. Thanks to MERFISH 2.0 we obtained incredible data also with pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) tissue for which suboptimal RNA quality - given by the high RNase tissue content - will be not a technical constraint anymore.”

 

（四）什么是MERFISH技术？

 

MERFISH“Multiflexed Error Robust Fluorescence In-Situ Hybridization（多重抗错荧光原位杂交）”技术，结合smFISH（单分子荧光原位杂交技术）和亚细胞成像的优势，通过使用组合标记、顺序成像和纠错条形码方案来扩展smFISH的功能，实现真正意义上基因可视化的原位单细胞空间转录组学分析，为研究人员开启了了解每个细胞内转录组组成与分布的窗口。

 

MERFISH技术于2015年首次发表，此后已累计发表了300多篇经过同行评审的文章，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。

 

图7. MERFISH技术原理示意图。

 

（五）附录

 

关于MERFISH与MERSCOPE®

MERFISH技术由哈佛大学庄小威教授团队开发，通过探针组合标记和纠错条形码扩展smFISH功能，以纳米精度检测RNA，揭示细胞内转录组组成。MERSCOPE™系统结合MERFISH技术，提供超高分辨率单细胞空间基因组学分析，是全球首个结合单细胞和空间基因组学的超多重检测平台。它整合高分辨率成像、流体学、图像数据处理和自动化，提供端到端解决方案，助力科学家深入探索空间生物学信息，生成包括RNA表达、细胞类型和组织结构的生物图谱，为生物学研究提供新深度。

 

关于Vizgen®

Vizgen®专注于空间生物组学，提供原位单细胞空间基因组学和蛋白组学工具。其MERFISH技术和MERSCOPE®平台结合InSituPlex®检测及STARVUE™图像分析技术，帮助研究人员在空间背景下深入了解生物系统，推动健康和疾病研究。MERSCOPE®平台在多个领域提供变革性见解，助力药物发现。

 

关于森西赛智     

Vizgen 的中国区战略合作伙伴“森西赛智科技有限公司”将和 Vizgen 团队携手共同打造国内高水平单细胞原位空间组学分析技术和服务平台。

       

森西赛智（北京/上海/广州/成都）拥有超过20年的生命科学和生物技术领域的自主研发和国际品牌代理经验，专注于国内整合和推进全球产品进入中国的研发市场，产品线覆盖分子、蛋白、细胞、组织、小动物、生物工艺和自动化等领域。森西赛智在全国各主要城市都有销售或售后服务网点，相关工作人员均接受原厂培训，具有雄厚的技术支持基础，可以为客户提供专业周到的服务。自成立以来，“森西赛智科技有限公司”已为5300+客户提供优质的产品和服务。