Illumina StrataMap Spatial solution
製品
 

Illumina StrataMap Spatial Transcriptomeソリューション

偏りのない発見への道を切り拓く

真のシングルセル分解能により、最高レベルの空間解析能力と生物学的洞察を実現

空間トランスクリプトミクスの障壁を取り払う

Illumina StrataMap Spatial Transcriptomeソリューションは、高感度、広範な組織カバレッジ、さらにイルミナのシーケンスおよび解析とのシームレスな統合により、真のシングルセル分解能で偏りのない全トランスクリプトームの空間プロファイリングを実現し、組織本来の状態における生物学的特性を明らかにします。StrataMap Spatial Transcriptomeは、高い感度とスケール、リアルタイムの細胞レベルの洞察によって、これまで観察できなかった生物学的現象の解明を可能にします。

空間探索の新たなフロンティアがここに

 

 

制約のない探索

StrataMap Spatial Transcriptomeは、他の空間解析手法では制約となっている、分解能とカバレッジ範囲のどちらかを犠牲にしなければならないというトレードオフを解消します。

 

新たな装置は不要、新たな障壁もなし

StrataMap Spatial Transcriptomeでは、新たな専用設備の導入に伴う高額なコストや複雑さを伴うことなく、高度な空間生物学研究を実現できます。

 

より包括的な視点

StrataMap Spatialトランスクリプトームの組織キャプチャー領域の広さは、複数の断片化されたビューではなく、1回の実験で空間的コンテキスト、細胞レベルの詳細、および生物学的複雑性を捉えます。

 

包括的な空間解析

StrataMap Spatial Transcriptomeは、データの可視化と高度な三次解析を実現するIllumina Connected Multiomicsと連携して使用できます。。

製品の詳細を見る

制約のない発見を

解像度を犠牲にすることなく、空間的コンテキストの中であらゆる遺伝子を可視化

従来の空間解析技術では、遺伝子カバレッジと空間的な詳細情報のどちらかを選ばなければなりませんでした。StrataMap Spatial Transcriptomeは、このトレードオフを解消し、あらゆる真核生物種を対象に、損なわれていない組織切片内で真の細胞レベルの空間分解能を実現します。シーケンスベースのポリ（A）捕捉法と高密度な1 µm空間フィーチャーにより、正確な細胞コンテキストを保持します。これにより、細胞状態、細胞間相互作用、および組織構造を高い解像度で明瞭に解析することができます。

さまざまな組織状態にわたる高感度な転写産物検出

この空間発現ヒートマップは、初期浸潤を伴う非浸潤性乳管がん（DCIS）から高悪性度の浸潤がんに至るまで、進行段階の異なる乳がん組織において高感度な転写産物検出を示しています。すべてのサンプルで一貫したコントラストの高いシグナルが得られており、StrataMap Spatialソリューションが腫瘍の進行段階の違いを超えて空間的な遺伝子発現を捉え、高い分解能で解析できることを示しています。また、疾患の重症度が増しても、生物学的勾配と組織コンテキストを維持することができます。

シーケンス深度が異なっても一貫した転写産物検出性能

このシーケンス飽和曲線は、非浸潤性乳管がん（DCIS）から浸潤性乳管がん（IDC）グレード1～3までの乳がん組織において、シーケンス深度の増加に伴っても一貫性が高く信頼性のある転写産物検出が実現されることを示しています。シーケンス深度が増加するにつれて、StrataMap Spatial Transcriptomeは、細胞あたりに検出される分子数および遺伝子数を予測可能な形で増加させます。これは、疾患状態が異なっても性能を維持できる堅牢で拡張性の高いワークフローであることを示しており、より深いシーケンスが、より豊富な生物学的インサイトへと確実につながることを裏付けています。

全トランスクリプトームプロファイリングにより、ターゲットパネルを超える遺伝子検出を実現

このベン図は、StrataMap Spatial Transcriptomeソリューションによる全トランスクリプトーム空間プロファイリングと、広く使用されている5,000遺伝子（上）および18,000遺伝子（下）のターゲットパネルアプローチで同定された遺伝子数を比較したものです。(A) 有意水準P < 0.001で比較した結果、StrataMap Spatial Transcriptomeソリューションで同定された発現上昇バイオマーカーのうち、63.6%は5,000遺伝子パネルでは、13.0%は18,000遺伝子パネルでは検出されませんでした。(B) 有意水準P < 0.05で比較した結果、StrataMap Spatial Transcriptomeソリューションで同定された発現上昇バイオマーカーのうち、63.8%は5,000遺伝子パネルでは、14.6%は18,000遺伝子パネルでは検出されませんでした。

腫瘍微小環境の空間的構造における異なる細胞集団を解明

この関心領域（ROI）は、StrataMap Spatial Transcriptomeが、本来の空間的コンテキストの中で腫瘍細胞集団と微小環境を構成する細胞集団を識別することで、新たな知見の獲得を可能にすることを示しています。高悪性度の浸潤性乳管がん（IDC）サンプルでは、主要な腫瘍細胞集団および間質細胞集団が明確に区別され、腫瘍と間質の境界領域に沿って正確に局在化されています。これにより、疾患の進展を支える空間的な組織構造や細胞間相互作用を明らかにすることができます。

細胞レベルの空間マッピングにより、細胞集団と局所的な遺伝子発現を可視化

細胞レベルの空間マッピングは、1 μm間隔で連続的に配置された表面フィーチャーにより実現されており、より広い領域にシグナルを集約することなく空間的な詳細情報を保持します。StrataMap Spatial Transcriptomeにおけるこの分解能は、キャプチャー面アーキテクチャー、空間情報を付与した転写産物の補足、および計算解析の組み合わせによって実現されています。ここでは、細胞レベルの分解能で捉えられた局所的な遺伝子発現パターンを示しています。(A) 正常間質に存在する線維芽細胞（黄色）と、腫瘍と間質の境界部に存在する筋線維芽細胞（赤色）の分布を示した画像。(B) 筋線維芽細胞のバイオマーカーである ACTA2（緑色）の発現パターン。

poly（A）ベースのキャプチャーを使用した、種に依存しない空間的遺伝子発現プロファイリング

StrataMap Spatial Transcriptomeは、ポリ(A)ベースの補足法を採用することで、種特異的なプローブに依存することなく、組織中の転写産物を直接解析できます。このアプローチにより、アッセイを再設計することなく、幅広い真核生物種にわたる空間遺伝子発現プロファイリングが可能になります。ここでは、トウモロコシ組織を用いた透過化時間の滴定実験から得られた遺伝子発現ヒートマップを示しています。各組織切片には、それぞれ異なる透過化時間が適用されています。

新たな機器導入は不要。新たな障壁もありません

追加の設備投資を必要としない、完全な空間解析ワークフロー

StrataMap Spatial Transcriptomeソリューションは、世界中の多くのラボですでに導入されている標準的な組織学ワークフローやイルミナのシーケンスシステムとシームレスに統合できるよう設計されており、新たな専用設備への投資を不要にします。その結果、発見までの時間を短縮するとともに、個別の研究室、共同利用施設、受託解析サービスプロバイダーなどにおいて、空間生物学へのより幅広いアクセスを実現します。

ステップ1

切片と画像

組織サンプルを凍結切片化し、キャプチャー面に配置することで、本来の空間構造を保持します。高解像度イメージングにより、組織の形態情報を取得します。

ステップ2

ライブラリー調製

組織から空間情報を付与した転写産物を捕捉し、シーケンス対応ライブラリーへと変換します。

ステップ3

シーケンス

調製済みライブラリーをシーケンスし、高品質な空間遺伝子発現データを生成します。

ステップ4

解析

解析により、空間シーケンスデータと画像データを生物学的洞察へと変換し、組織微小環境内における細胞集団、状態、相互作用を明らかにします。

より包括的な
全体像

大きく完全な組織サンプル全体にわたる生物学的情報を保持

生物学は断片的に存在するものではなく、空間解析もそうであるべきです。StrataMap Spatial Transcriptomeは、大きく柔軟なキャプチャー領域を備えており、研究者は単一の実験で広範かつ完全な組織切片を解析できます。これにより、細胞、組織構造、臓器にまたがる遺伝子発現の空間的コンテキストに関する重要な生物学的情報を保持することができます。さらに、このプラットフォームは、生物学的勾配、微小環境、長距離の相互作用を維持し、小さなキャプチャー領域のフォーマットで生じがちな情報の分断や損失を抑えます。その結果、組織構造のより包括的で忠実な全体像を得ることができます。。

業界をリードする大面積キャプチャ領域

業界をリードする広大なキャプチャー領域は、他の空間トランスクリプトミクスプラットフォームを上回ります。1枚のスライドあたりにより広いキャプチャー面を提供することで、StrataMap Spatialソリューションは、単一の実験で大幅に多くの組織および細胞のプロファイリングを可能にします。

広範なキャプチャー領域により、包括的な組織プロファイリングを実現

複数のマウス心臓組織切片を1枚のスライド上でプロファイリングすることで、12個の組織切片にわたる60万個以上の細胞の空間解析が可能になります。左から右に向かって、未妊娠マウスと妊娠マウスの組織切片（V、P、V、P、V、P）が交互に配置されています。下段と上段はそれぞれリプリケートです。

1枚のスライドで複数の組織タイプをプロファイリング

マウス組織マイクロアレイの空間発現ヒートマップは、大きく柔軟なキャプチャー領域を示しており、1枚のスライドで複数の組織タイプの空間プロファイリングを同時に行うことができます。StrataMap Spatialソリューションは、1回の実験で多様な組織やレプリケートに対応することで、スライドごとにより多くの組織、より多くの細胞、より多くの生物学的情報を提供します。

包括的な空間解析ソリューション

高解像度データを明確な生物学的洞察に変換

StrataMap Spatial Transcriptomeソリューションは、高度なアッセイに加え、細胞セグメンテーション、空間的可視化、および下流解析を統合して提供します。生データから解釈可能な結果への移行をシームレスに支援するとともに、厳密性を損なうことなく解析の複雑さを軽減することで、より迅速かつ信頼度の高いデータ解釈を可能にします。

シーケンスデータは、DRAGEN StrataMap Spatialパイプラインによって処理され、空間情報を保持した遺伝子発現マトリックスが生成されます。その後、この高解像度の空間データはIllumina Connected Multiomicsで解析・可視化され、クラスタリング、細胞タイプの同定、ならびに組織コンテキスト内における遺伝子発現の探索を行うことができます。また、このプラットフォームは、インタラクティブなデータ探索、フィルタリング、差次的発現解析、マーカー探索、細胞タイプ分類などの三次解析を可能にすることで、複雑なワークフローを簡素化します。

StrataMap Spatialデモデータセットを見る

StrataMap Spatialソフトウェアワークフロー

StrataMap Spatialソフトウェアワークフローは、空間シーケンスデータを生物学的洞察へとシームレスに変換します。組織画像とシーケンスデータを起点として、空間マッピング、細胞タイプのアノテーション、遺伝子発現解析を統合し、細胞が本来の組織コンテキストの中でどのように配置され、相互作用しているかを明らかにします。

データから有意義な洞察を引き出す強力なツール

この図は、Illumina Connected Multiomics（ICM）のSpatial Analysisインターフェースを示しており、マウス腎臓サンプルを用いた空間生物学の解析を直感的かつ洞察主導で進められるワークフローを紹介しています。空間ドメイン、細胞タイプ間の関係、次元削減、遺伝子発現パターンにわたる統合的な可視化により、組織形態、細胞アイデンティティ、および分子シグナルをシームレスに関連付けて解析できます。

イルミナ空間テクノロジーの概要

イルミナの空間テクノロジーでは、ポリアデニル化RNA転写産物を基板上で捕捉します。ワークフローは、凍結切片作製、H&E染色、および明視野イメージングから開始されます。RNAはバーコード化されたスライド上で捕捉され、シーケンスされた後、バーコード情報および組織画像データと統合されることで空間マッピングが実行されます。 

詳細はこちら

お問い合わせ

Illumina StrataMap Spatialソリューションがどのようにお客様の洞察を強化するかをご紹介します。