in situ空間トランスクリプトミクスの探索
組織生物学で発生する複雑な相互作用を理解するには、細胞の相対的な位置関係に関する洞察を得る必要があります。バルクシーケンシングとシングルセルシーケンシングでは、トランスクリプトームレベルで多数の細胞を同時にプロファイリングできますが、これらの方法では、個々の細胞にアクセスして選別するため無傷な組織を分解する必要があるため、細胞の正確な配置を把握しながら、細胞の包括的な特性評価を行うことができません。マサチューセッツ州ケンブリッジに拠点を置く空間トランスクリプトミクス企業Vizgen社は、シングルセルゲノミクス解析と空間ゲノミクス解析を組み合わせた初の商用高マルチプレックス高分解能in situソリューションであるMERSCOPEプラットフォームでこの課題に取り組んでいます。MERFISH（Multiplexed Error-Robust Fluorescence in situ Hybridization：多重化エラーロバスト蛍光in situハイブリダイゼーション）技術を搭載したこの革新的なシステムは、in situ空間トランスクリプトミクスを使用して、数百の遺伝子種をシングルセル分解能で、組織における発現箇所にて定量化します。
感度と特異性が向上したマルチプレックス機能
MERFISHテクノロジーとMERSCOPEプラットフォームの汎用性により、研究者は多数の遺伝子ターゲット（現在最大500個）を高い特異性と感度で調べることができます。巧妙に設計されたエラーに強いバーコードにより、ターゲットを効率的に区別し、読み取りエラーが出現した際は修正することができます。グローバル機器プロダクトマネージャーのRobert Mathisは、その潜在的な用途について次のように説明しています。「この技術には、細胞アトラス化など多くの用途があり、研究者は正常組織と病変組織の両方で遺伝子発現を特徴付けることを目指しています。これにより、研究者は、さまざまな細胞状態や疾患状態において、どの遺伝子発現ネットワークが活性化し、何が下方制御されているかを理解することができます。私たちは、このアプローチの価値と柔軟性をマウス脳の分子均一性の特性評価と腫瘍微小環境の解明1,2を含むさまざまなアプリケーションで実証してきました。一方、この分野の他の研究者は、神経学、腫瘍学、免疫学、感染症などの分野を超えて成果を発表しています。
成功のためのFISHing
MERSCOPEのワークフローは、単一分子FISHと似ています。組織サンプルは切片化され、最適な光学的透明度を提供するように設計されたカバースリップのようなスライドである独自のMERSCOPEスライドに配置されます。ワークフロー操作の順序は、サンプルの種類（凍結、培養細胞、FFPE）によって若干異なりますが、主要なステップはすべて同じです。セクショニング、ハイブリダイゼーション、ゲル包埋、およびクリアリング、続いてMERFISHイメージング。クリアリングプロセスでは、転写産物を保持しながら、組織成分を消化してバックグラウンドの自家蛍光を低減します。これはVizgen社の技独自術であり、バックグラウンド蛍光が低いため、標的転写産物の堅牢な検出をサポートします。サンプル調製後、スライドはMERSCOPEのフローチャンバーに添加され、システムはレポータープローブとのハイブリダイゼーションのサイクルを含むイメージングおよび分析プロセス全体を自動化します。組織切片全体を示す低倍率（10倍）のオーバービューがユーザーに提示され、そこから特定の領域または組織全体を選択してイメージングできます。合計で最大1平方センチメートルまで、1つの連続した領域または異なる領域として画像化できます。合計で最大1平方センチメートルまで、1つの連続した領域または異なる領域として画像化でき、データは自動細胞セグメンテーションと転写産物解析を受けます。サンプル調製のワークフローには、通常約3〜4日かかりますが、その時間の多くはインキュベーションで、実際の実地時間は3〜4時間程度です。イメージング時間は、パネルのサイズにもよりますが、約24〜30時間で、さらに24〜30時間の分析時間があります。スループットは、前の分析が完了している間に、イメージングする次のサンプルをプラットフォームにロードすることで最大化されます。.
信頼できるポンプ技術
自動リキッドハンドリングシステムの成功は、信頼性が高く、正確で精密なポンプ技術にかかっており、Vizgen社はこの役割のためにCavro Xcalibur（XC）Pumpを選択しました。エンジニアリングマネージャーのShawn Wang氏は、「Cavro XC Pumpは、MERSCOPE流路系システムの心臓部にあり、試薬カートリッジから液体チャンバーに液体を吸い込み、その後廃液にします。通常、各段階で数十マイクロリットルから数ミリリットルの体積を移動させるのに使用され、流体ステップの合間にイメージングが行われます。「MERSCOPEのポンプを選択する際、精度と再現性を求め、Tecanなどの信頼できるOEMベンダーとの提携を求めていました。Cavro XCPumpは、当社の仕様を満たした主要ベンダーの数少ないオプションの1つであり、当社スタッフもTecanおよびTecan製品とのポジティブな経験を持っています。Tecanのアプリケーションプログラミングインターフェースとライブラリは、MERSCOPEへの簡単な完全統合に必要なすべてを備え、ポンプが私たちにとって必要な信頼性をお届けするであろうことを知っています。」
TecanのOEMリキッドハンドリングコンポーネントの詳細については www.tecan.com/cavro
Vizgen社の詳細については www.vizgen.com をご覧ください。
