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築く

真のシングルセル解像度で、最高レベルの空間的発見力と生物学的洞察を提供

障壁のない空間トランスクリプトミクス

Illumina StrataMap Spatial Transcriptomeソリューションは、真のシングルセル解像度で偏りのない全トランスクリプトーム空間プロファイリングを実現します。高感度な検出性能、広範な組織カバレッジ、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、組織の生物学的特性を本来のコンテキストにおいて解き明かします。優れた感度、規模、細胞レベルのリアルタイムな洞察を提供するStrataMap Spatial Transcriptomeは、これまでに見えなかった生物学的知見の発見を可能にします。

サムネール

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課題となっていた解像度とカバレッジ範囲の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により、新たな専用設備への投資や複雑な導入プロセスを伴うことなく、高度な空間生物学を実現できます。

 

より包括的な視点

StrataMap Spatial Transcriptomeは、広範な組織キャプチャー領域により、複数の断片的なビューではなく、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1回の実験で捉えることができます。

 

包括的な空間解析

StrataMap Spatial Transcriptomeは、Illumina Connected Multiomicsと連携して、データの可視化および高度な三次解析を実現します。

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制約のない探索

解像度を犠牲にすることなく、すべての遺伝子をコンテキスト内で確認

従来の空間テクノロジーでは、研究者は遺伝子カバレッジと空間的詳細のどちらかを優先せざるを得ませんでした。StrataMap Spatialは、あらゆる真核生物種の無傷な組織切片において真の細胞レベルの空間分解能を提供することで、このトレードオフを解消します。本テクノロジーは、シーケンスベースのポリ（A）キャプチャー法と高密度の1 µm空間フィーチャーを組み合わせることで、正確な細胞コンテキストを保持します。これにより、細胞状態や細胞間相互作用、さらには組織構造をより明確に解明することが可能になります。

組織状態全体にわたる高感度トランスクリプトの検出

この空間的発現ヒートマップは、早期浸潤を伴う乳管上皮内癌（DCIS）から高悪性度の浸潤性疾患に至るまでの、進行段階の異なる乳がん組織状態にわたって、高感度の転写産物検出を示します。すべてのサンプルで一貫した高コントラストシグナルにより、さまざまな腫瘍ステージにわたる空間的遺伝子発現をキャプチャーして解像し、疾患の重症度が増すにつれて生物学的勾配と組織コンテキストを維持する、StrataMap Spatialソリューションの能力が強調されます。

シーケンス深度に依存しない一貫した転写産物検出

シーケンス飽和曲線は、DCISから浸潤性乳管がん（IDC）グレード1～3までにわたる乳がん組織において、シーケンス深度の増加に伴い、一貫性があり信頼性の高い転写産物検出が行われることを実証しています。シーケンス深度の向上に伴い、StrataMap Spatial Transcriptomeでは、細胞あたりの検出分子数および遺伝子数が期待通りに増加します。このことは、疾患状態にかかわらず高い性能を維持できる、堅牢かつ拡張性に優れたワークフローであることを示しています。これにより、シーケンス深度を深めることで、より豊かな生物学的洞察が得られるという確信をもって研究を進めることができます。

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て遺伝子検出を拡大

ベン図は、StrataMap Spatial Transcriptomeソリューションを用いた全トランスクリプトーム空間プロファイリングと、一般的に使用される5,000（上）および18,000（下）遺伝子パネルを用いたターゲットパネルアプローチで同定された遺伝子数の比較を示しています。（A）有意性を示す閾値P<0.001を用いた比較では、StrataMap Spatial Transcriptomeソリューションによって同定された、アップレギュレートされたバイオマーカーのうち63.6%および13.0%が、それぞれ5,000および18,000のターゲットパネルではキャプチャーされなかったことを示しています。（B）有意性を示す閾値P<0.05を用いた比較では、StrataMap Spatial Transcriptomeソリューションによって同定された、アップレギュレートされたバイオマーカーのうち63.8%および14.6%が、それぞれ5,000および18,000のターゲットパネルではキャプチャーされなかったことを示しています。

腫瘍微小環境の空間的構造における異なる細胞集団の解明

この関心領域は、StrataMap Spatial Transcriptomeが、本来の空間コンテキストで腫瘍および微小環境の異なる細胞集団を解明することで、新たな知見を引き出す能力を示しています。高悪性度の浸潤性乳管癌（IDC）サンプルでは、主要な腫瘍集団と間質集団が明確に識別され、腫瘍–間質の境界領域全体にわたって正確に局在しており、疾患の生物学的特性を左右する空間的構造と相互作用を明らかになっています。

細胞解像度の空間マッピングにより、細胞集団と限局性遺伝子発現が明らかになります

細胞解像度の空間マッピングは、1 µmの連続的な表面構造により実現されており、広い領域でシグナルを集約することなく、空間的な詳細を保持します。StrataMap Spatialトランスクリプトームでは、この解像度は、キャプチャー表面の構造、空間的にエンコードされた転写産物キャプチャー、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、細胞解像度における局在的な遺伝子発現パターンを示しています。（A）正常な間質における線維芽細胞（黄色）と、腫瘍-間質境界に位置する筋線維芽細胞（赤色）の分布を示す画像。（B）筋線維芽細胞のバイオマーカーであるATCA2（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

poly（A）ベースのキャプチャーを使用することにより、StrataMap Spatial Transcriptome は、種特異的なプローブに依存することなく、組織の転写産物を直接調べることができます。このアプローチにより、アッセイの再設計をすることなく、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段階的変化実験から得られた遺伝子発現ヒートマップが示されています。各切片では異なる透過化時間を使用されています。

新たな装置も、新たな障壁も不要

新しい装置への投資を必要としない完全な空間ワークフロー

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に構築されているため、新しい特殊な装置への投資は不要です。その結果、個々のラボ、共有サービス施設、サービスプロバイダーを問わず、発見までの道のりが短縮され、空間生物学へのアクセスが広がります。

ステップ1

切片と画像

組織サンプルは凍結切片として作製され、キャプチャー表面に載置することで本来の空間構造を維持します。高解像度イメージングにより組織形態を取得します。

ステップ2

ライブラリー調製

空間的にエンコードされた転写産物は組織からキャプチャーされ、シーケンス可能なライブラリーに変換されます。

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

解析では、空間シーケンスデータと画像を生物学的な洞察に変換し、組織微小環境内における細胞集団、状態、相互作用が明らかになります。

より包括的な
全体像

大規模で完全な組織にわたる生物学的情報をそのまま保持

生物学が断片的なものではないのと同様に、空間解析も断片的なものではありません。StrataMap Spatial Transcriptomeは、大規模で柔軟なキャプチャー領域を備えており、研究者が1回の実験で広範囲の完全な組織切片を解析することが可能です。これにより、細胞、組織構造、そして臓器にわたる遺伝子発現の空間的コンテキストについての貴重な生物学的情報が保持されます。このプラットフォームは、小さなキャプチャー形式では中断または喪失されることが多い勾配、微小環境、および長距離相互作用を維持し、組織構成をより完全かつ忠実に捉えることを可能にします。

業界をリードする広範なキャプチャー領域

業界をリードする広範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っています。StrataMap Spatialソリューションは、1枚のスライド上でより広いキャプチャー面積を提供することで、1回の実験でより多くの組織および細胞をプロファイリングできます。

広い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

1枚のスライド上で複数のマウス心臓組織切片をプロファイリングできるため、12の組織切片にわたって600,000を超える細胞の空間解析が可能になります。切片は左から右に、未経産（未妊娠、V）マウス組織と妊娠（P）マウス組織を交互に並べています（V、P、V、P、V、P）。最下段と最上段はレプリケートです。

同じスライドで異なる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、高度なアッセイを、統合された細胞セグメンテーション、空間可視化、および下流の解析と組み合わせています。研究者が生データから解釈可能な結果にシームレスに移行し、厳密さを損なわずに複雑さを軽減できるため、より迅速で、より信頼度の高い解釈が可能になります。

シーケンスデータはDRAGEN StrataMap Spatialパイプラインで処理され、空間的に分解された遺伝子発現マトリクスを生成します。この高解像度の空間的データは、その後、クラスタリング、細胞型同定、組織コンテキスト内での遺伝子発現の探索のためのツールを備えたIllumina Connected Multiomicsで解釈および視覚化されます。このプラットフォームは、インタラクティブな探索、フィルタリング、および発現差異、マーカー探索、細胞タイプ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にシームレスに変換します。組織画像とシーケンス出力から始まり、このワークフローは空間マッピング、細胞タイプのアノテーション、遺伝子発現解析を統合し、細胞がどのように組織化され、本来の組織コンテキスト内で相互作用するかを明らかにします。

データ洞察のための強力なツール

この図は、Illumina Connected Multiomics（ICM）Spatial Analysisのインターフェースで、マウス腎臓サンプルにおける空間生物学を探索するための、洞察を軸にした直感的なワークフローを示しています。空間ドメイン、細胞タイプの関係、次元削減、遺伝子発現パターンにわたる統合された可視化により、ユーザーは組織形態、細胞のアイデンティティ、分子シグナルをシームレスに接続できます。

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は、基質上のポリアデニル化RNA転写産物をキャプチャーします。ワークフローは、凍結切片の作製、HE染色、明視野イメージングから始まります。RNAはバーコードスライドでキャプチャーされてシーケンスされ、その後、空間マッピングのためにバーコードおよび組織画像と組み合わされます。 

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