福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织是临床病理诊断的金标准,全球数百亿份FFPE蜡块中蕴藏着海量的临床资源。然而,甲醛固定与石蜡包埋过程会引起RNA的降解和交联,使得从这些样本中获取高质量转录组数据极具挑战。长期以来,如何突破这一瓶颈、充分利用这些庞大的临床资源,始终是精准医学研究的关键难题。
为突破这一技术瓶颈,浙江大学良渚实验室王永成团队联合M20 Genomics公司于2026年6月在Nature Communications发表研究论文,报道了一套自动化微流控原位处理系统。该系统将FFPE样本的脱蜡、复水、原位逆转录等流程集成于微流控芯片中,首次在同一平台上同时实现了FFPE样本单细胞核与空间转录组的一体化分析。相比传统snRNA-seq和10X Flex平台,该平台在相同测序深度下检测到更多基因和UMI,能同时捕获编码和非编码RNA。该工作是基于该团队前期开发的snRandom-seq(Nature Communications 2023; Nature Protocols 2025)和spRandom-seq(bioRxiv 2025)技术的重要升级。通过引入自动化微流控系统,将原有的单细胞核和空间总RNA测序从多步骤手动操作升级为自动化一体化流程,大幅提升了样本处理通量和数据稳定性。
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研究团队设计了一套完整的微流控芯片与自动化设备,集成了人机交互界面、可编程移液系统、泵液系统、温控芯片模块、冷藏试剂仓和废液收集系统等组件,能够自动执行从脱蜡、复水、透化、单链DNA封闭、原位逆转录到dA尾添加和cDNA标记的全流程操作。该平台采用随机引物策略进行RNA捕获,与基于poly(dT)引物的传统snRNA-seq和基于探针的10X Flex平台形成鲜明对比。随机引物能同时捕获带poly(A)尾和不带poly(A)尾的RNA分子,包括lncRNA、miRNA、snoRNA等多种非编码RNA,从而实现对总转录组的全面覆盖。该策略不依赖已知基因序列设计探针,可应用于任意物种的FFPE样本分析。研究在6种FFPE组织和7种肿瘤类型中验证了平台性能,成功鉴定多种细胞类型并发现多个致癌lncRNA。空间转录组分析进一步在脑、口腔癌和肺组织中实现高质量的空间区域解析。该平台为大规模FFPE样本的转录组研究提供了可靠的全新工具。
综上,研究团队开发的微流控系统以随机引物为核心,突破探针依赖限制,实现了FFPE样本编码和非编码RNA的全面捕获,在多种组织类型和肿瘤样本中均展现出优异性能。该技术为从临床病理档案中发现新的疾病机制和治疗靶点提供了可靠工具。
M20 Genomics陈海德博士与陈宇晟博士、浙江大学良渚实验室张顺吉博士生与陈嘉业博士生为共同第一作者,浙江大学良渚实验室王永成研究员、M20 Genomics廖原博士与梁骞博士为共同通讯作者。
课题组主要从事单细菌/单细胞、微流控、空间组学、合成生物学技术的开发与应用,团队长期招收博士后和访问学生/学者(名额充足),也有少量研究员、博士生和科研助理岗位,欢迎联系:https://person.zju.edu.cn/ycw。
题目:Automated in situ microfluidic Random-seq for robust single-nucleus and spatial total RNA profiling of diverse FFPE specimens
原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-026-74203-9
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