产品原理

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）和单细胞测序的优势，实现真正意义上的基因可视化的原位亚单细胞空间转录组学分析。基于超高分辨成像和MERFISH技术的MERSCOPE®系列平台直接绘制和量化单个细胞中数百至数万种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3月，应用Vizgen技术发表的高质量研究项目文献已有200多篇，其中超过50篇影响因子大于50分，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以≤100 nm的分辨率高度特异性地定位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，一次可分析数百或数千个基因，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、基因检测组合（gene 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。

MERSCOPE特点：

1、高细胞通量：以较低的单细胞成本在单个样本中分析多达数十万个细胞；

2、高灵活性：能够在多种样本或组织切片类型上运行，包括新鲜、固定冷冻、FFPE的人类、小鼠样本等；

3、高效的多重检测：使用定制化的基因检测组合可以在单份样本中检测1000个基因；1天左右成像 1 cm2 区域；

4、100nm的空间分辨率：覆盖了全组织切片到单细胞和亚细胞成像；

5、无以伦比的灵敏度：以最高的检测效率识别RNA，甚至低表达的基因也不在话下；

6、可同时检测蛋白：兼容蛋白markers同时染色；

7、可准确进行细胞边界分析：基于胞核染色、转录本以及膜蛋白染色高准确度进行细胞边界分析；

8、针对低质量FFPE样本，有针对性的优化试剂化学反应解决方案，保持高灵敏度和特异性的检测性能；

9、出色的光学部件：高分辨率光学部件可得到看上去紧凑的单个转录本的染色点，使点和点之间得到更好的区分并对每个细胞检测到更多的独特的转录本。

应用概述

MERSCOPE是目前唯一获得MERFISH授权的商品化的成像分析平台，是目前唯一的商品化的可以实现多至1000个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3月，应用Vizgen技术发表的高质量研究项目文献已有200多篇，其中超过50篇影响因子大于50分，全球用户200+。

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系统高的细胞分析通量

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