每一张染色切片都是凝固的生物剧场：形态是舞台，分子是台词。过去，我们能看到舞台却听不见台词；如今，一项名叫 DBiT-seq 的微流控技术正在让舞台和台词同步呈现。本文将带你走进这一空间多组学新范式。

 

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一、空间“听觉”革命从哪儿来

2019 年以后，Visium、Slide-seq、MERFISH 等空间转录组技术相继问世，让 RNA 的分布第一次被“画”在组织坐标系里。然而它们大多只关注 RNA，蛋白等关键信号仍被遗漏，于是耶鲁大学 Fan 团队提出 DBiT-seq（Deterministic Barcoding in Tissue）——在一块固定切片上同时标记 mRNA 与蛋白，分辨率可达 10–50 μm，接近单细胞水平，为空间组学添上“多声部”。

二、微流控“双拼码”是怎样炼成的

 

切片预处理：组织可先用抗体-DNA Tag（ADT）染色，给目标蛋白加上带 poly-A 尾的“二维码”。

 

A 通道上阵：第一块 PDMS 芯片含 50 条平行微流道，分别注入 A1–A50 条形码。它们带有寡聚 dT，能与 mRNA 或 ADT 的 poly-A 区结合并反转录生成带空间坐标的 cDNA。

 

B 通道交叉：取下 A 芯片，垂直贴上 B1–B50 芯片，注入带 PCR 接头和生物素的 B 条码。A、B 在交叉网格原位连接，形成独一无二的 AB 坐标。

 

文库构建：裂解后用链霉亲和珠富集带生物素的片段，经扩增、测序，得到同时标记 RNA+蛋白的空间矩阵。

 

三、xDBiT：一次跑九片的并行升级

传统 DBiT-seq 一次只能处理一张切片，2023 年德国团队推出 xDBiT，把 PDMS 设计成 3×3 格子，九张切片并行跑，覆盖面积达 1.17 cm²。读数和基因检出数提升一倍，且配套开源分析流程，大幅降低批量实验门槛。

 

四、和同类技术比一比

Visium：spot 直径 55–100 μm，仅测 RNA；Slide-seq：珠子 10 μm，但蛋白缺失；MERFISH/ISS：分辨率最高却需昂贵成像系统。DBiT-seq 在成本、易操作和多组学维度上取得平衡，对固定组织兼容性也更好。

 

五、三个真实场景里的“多声部”

 

胚胎器官发生：研究者用 DBiT-seq 在小鼠 10.5 天胚胎上同时绘制 22 种蛋白与转录组，识别出肾小体、黑色素细胞前体等微结构，为发育谱系提供纵深坐标。

 

肿瘤免疫前沿：在乳腺癌模型中，引入 PD-1、CTLA-4 等 ADT，发现免疫细胞沿肿瘤边缘呈半月形聚集，蛋白层信息为免疫疗靶点定位提供了空间证据。

 

FFPE 临床档案重用：医院旧样本经轻度回收处理即可上机，病理科可用历史切片重建分子地图，辅助回顾性预后研究。

 

六、技术短板与破局方向

• 分辨率虽近单细胞，但 10 μm spot 仍可能含两细胞；
• 大面积组织需多次贴片拼图，流程仍然繁琐；
• 条码通道数量受 PDMS 加工限制，网格更细密尚待工艺升级。

未来的答案包括更窄微流道、自动化对准系统，以及把 ATAC、CUT&Tag 乃至代谢物条码引进同一平台，真正实现“空间全景多组学”。

 

七、给科研和临床的一点小贴士

• 做单细胞的团队可先跑 scRNA-seq，再用 DBiT-seq 驻留空间坐标，将离散簇映射回组织；
• 关注免疫治疗的医生可用 ADT 针对性标记检查点蛋白，评估局部免疫屏障；
• 大型病理库可选择 xDBiT 流水线式并行测序，快速建立多组学切片图库。

 

八、写在最后

空间转录组把组织切片变成了坐标系，但只有 RNA 的地图像黑白片；DBiT-seq 将蛋白彩色层叠进来，让每一个像素都同时响起 RNA 与蛋白的“和声”。当成本进一步下降、解析度再往细胞亚级迈进，病理学家、肿瘤学家、发育生物学家都会发现：显微镜下静默的图像终于拥有了声音。

 

下一次，当你拿起一张常规病理切片，不妨想象一下：在它的每一格 10 μm 的小方块里，正潜藏着一种可听见的分子旋律，等待新一代空间多组学技术把它播放出来。