Cell：基于成像的STAMP技术使单细胞RNA研究成本下降47倍，并可分析数百万个细胞

单细胞RNA测序为科学家门提供了关于健康和疾病中基因表达的重要信息。然而，该技术成本高昂，通常难以分析大量细胞。

在一项新的研究中，来自圣犹大儿童研究医院、西班牙巴塞罗那国家基因组分析中心、巴塞罗那大学和阿德莱德大学等研究机构的研究人员开发出一种将显微技术与单细胞RNA分析相结合的方法以克服这些限制，而且该方法在成本上比其他技术低47倍且更具可扩展性。这种名为“通过成像进行单细胞转录组学分析和多模态分析（Single-Cell Transcriptomics Analysis and Multimodal Profiling through Imaging, STAMP）”的技术可观察数百万个细胞。该研究成果发表于《细胞》杂志上。

"我们开发的技术使我们在单细胞分析的'数量游戏'中获得了优势，"论文共同通讯作者Jasmine Plummer博士表示。"该技术的成本效益高一个数量级，允许我们同时分析一百万个细胞，而当前方法通常仅能处理数万个细胞，这使其可扩展性大幅提高。"

研究人员将细胞从组织中分离直至成为独立的不相连的细胞。随后将这些细胞固定或"烙印"到显微镜载玻片上，此过程会杀死这些细胞但将其状态"锁定"，包括细胞形态和表达的基因。他们随后添加了当与特定RNA序列结合时在显微镜下发光的分子。

研究人员将其结果与已发表的基因表达图谱进行比较，发现他们能同时表征多种免疫细胞，并区分诱导性多能干细胞的不同发育阶段。经计算，分析1000个人的免疫细胞通常需花费356万美元，而使用STAMP技术进行相同分析仅需7.5万美元，成本降低47倍。

在保持灵敏度的同时消除单细胞分析偏差‌

"当前的单细胞RNA测序技术需要推断来确定细胞类型等特征，但STAMP允许我们直接检测细胞，"Plummer解释道。"许多现有单细胞方法还会基于细胞形态产生结果偏差，常常遗漏包括神经元在内的不规则形态细胞。"

传统RNA测序技术要求细胞在分析前通过管道移动。细胞形态越接近球形且越简单，在机器中移动就越顺畅，这会导致结果出现偏差。STAMP技术在显微镜载玻片上进行，避免了此问题并能呈现更多样化的细胞类型。

为确保灵敏度同样得到保持，研究人员将癌细胞稀释到大量其他细胞的悬浮液中。STAMP在单张载玻片上约85万个细胞中检测出两个癌细胞。

"能够分析一百万个细胞至关重要，因为只需一个癌细胞就能逃避免疫治疗，"Plummer强调。"我们发现STAMP能以数量优势和可操作方式可视化检测这些细胞，这对未来潜在的临床应用开发具有重要意义。"

单细胞RNA测序成本仍然过高，尤其对于无法获得所需资金、专业设备或计算基础设施的研究者而言。然而，几乎所有研究机构都容易获得显微镜。

"作为科学家，我们相信自己亲眼所见，"Plummer表示。"STAMP在单细胞分析中赋予我们两全其美的优势：定量的基因表达数据以及在显微镜下直观检测细胞的能力。我们希望这些特点与其可及性和成本效益相结合，能助力他人未来发现新的生物学机制和临床应用。"（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Emanuele Pitino et al, STAMP: Single-Cell Transcriptomics Analysis and Multimodal Profiling through Imaging, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.05.027.