你是否曾想过，如果能有一台“时空望远镜”，不仅能看到胚胎如何从一个细胞长成复杂的生命体，还能洞察每一个细胞在何时、何地、如何“决定”自己的命运，那将会怎样一幅景象？
空间转录组技术，特别是以 Stereo-seq 为代表的高分辨率原位技术，正将这一梦想照进现实，而我们正处在一个技术红利爆发的黄金窗口期。 
 

为什么是现在？

技术红利期的三大特征 

 
所谓 “技术红利期” ，指的是当一项技术实现关键性突破后，其应用潜力远超当前科学认知，率先使用者能以更低成本、更高效率做出突破性发现的阶段。当前的空间转录组学正是如此：
 
  1. “纳米级分辨率”与“厘米级视场”的兼得

传统的单细胞测序失去了“空间位置”这一关键信息；而早期的空间转录组技术则常在分辨率或视场上有所妥协。Stereo-seq技术基于DNA纳米球模式化芯片，实现了220nm的精度和最大13cm x 13cm的捕获面积。这意味着，你可以在同一张切片上，既能看清亚细胞的分子分布，又能获得整个胚胎或器官的全景图，真正实现了 “既见森林，又见树木”。

  1. 从“快照”到“高清电影”的发育轨迹重构

技术允许我们在多个连续时间点（例如小鼠胚胎的E9.5到E16.5）对胚胎进行“扫描”，然后通过计算生物学方法，将这些空间“快照”拼接成连续的发育轨迹，动态还原细胞迁徙、分化和组织构建的完整过程。

  1. 技术生态成熟，门槛降低

随着 Stereo-seq 推出时空转录组FF（冷冻）、FFPE（石蜡）、大尺寸芯片、蛋白共检测（Stereo-CITE） 等完整产品矩阵，研究人员可以根据自己的样本类型和研究目标，选择最合适的方案。

 

案例说话：顶刊背书 

看技术如何引爆发育生物学 

 
01
全球首个小鼠胚胎生命时空全景图谱

Chen, Ao et al. “Spatiotemporal transcriptomic atlas of mouse organogenesis using DNA nanoball-patterned arrays.” Cell vol. 185,10 (2022): 1777-1792.e21. doi:10.1016/j.cell.2022.04.003

对8个关键时间点的小鼠胚胎进行Stereo-seq分析，构建了小鼠器官发生时空转录组数据库。

颠覆性发现：

  1. 在E16.5全胚胎切片上，一次性鉴定了4种上皮细胞亚型和6种成骨细胞亚型的空间分布。
  2. 清晰描绘了前脑抑制性神经元从内侧神经节隆起向皮层的迁移轨迹，这是理解大脑皮层形成的关键。
  3. 系统性地描绘了1959个人类发育缺陷相关基因在小鼠胚胎中的表达模式，为理解人类先天性疾病的病因提供了直接线索。

这项研究堪称发育生物学的“基石”，它证明了Stereo-seq有能力系统性、无偏地揭示整个胚胎在器官发生期的全部复杂性。

 
02
全球首个数字3D重构的完整人类原肠胚模型

Xiao, Zhenyu et al. “3D reconstruction of a gastrulating human embryo.” Cell vol. 187,11 (2024): 2855-2874.e19. doi:10.1016/j.cell.2024.03.041

对一个完整的CS8期人类原肠胚的62个切片进行Stereo-seq分析，并突破性地进行了数字3D重构。

颠覆性发现：

  1. 首次在完整原肠胚中，清晰地揭示了细胞沿着前-后、内-外、背-腹三大体轴的精确定位和类型。
  2. 识别了指导谱系分化和组织模式形成的 “信号中心” 。
  3. 填补了“原肠运动”这一人类发育关键阶段的知识空白，而这一阶段许多妊娠失败都与此相关。

对于人类胚胎学这一伦理和材料获取都极具挑战的领域，Stereo-seq提供了一种“高分辨率地图”式的解决方案，让我们能一窥生命最初形态构成的奥秘。

 
03
胚胎着床初期蜕膜微环境建立及稳态维持

Yang, Min et al. “Spatiotemporal insight into early pregnancy governed by immune-featured stromal cells.” Cell vol. 186,20 (2023): 4271-4288.e24. doi:10.1016/j.cell.2023.08.020

结合Stereo-seq和scRNA-seq，绘制了小鼠妊娠早期着床位点的时空细胞图谱。

颠覆性发现：

  1. 在空间上可视化了由免疫细胞、基质细胞等组装成的 “动态功能蜕膜中枢”。

2. 鉴定出8个不同的功能中心，并发现了一种具有免疫功能的双重功能蜕膜基质细胞。

  1. 通过对比流产模型，揭示了蜕膜微环境稳态是妊娠成功的关键。

这项研究将发育生物学延伸至母胎界面，展示了Stereo-seq在解析复杂细胞互作微环境方面的无敌能力，为生殖医学研究打开了新大门。

 
04
首个跨物种小脑空间转录组图谱
Hao, Shijie et al. “Cross-species single-cell spatial transcriptomic atlases of the cerebellar cortex.” Science (New York, N.Y.) vol. 385,6716 (2024): eado3927. doi:10.1126/science.ado3927
运用Stereo-seq和单细胞组学技术DNBeLab C4，构建小鼠、狨猴、猕猴小脑空间转录组图谱。

颠覆性发现：

  1. 灵长类小脑存在 2 种特有浦肯野细胞亚型（差异在 GRID2 基因表达），高表达 GRID2 亚型或关联学习功能，人类数据中也有类似特征。
  2. 三物种小脑功能梯度（前 / 后叶有差异），且基因表达梯度与功能连接性相关，狨猴、猕猴空间模式相似度高于与小鼠。

为理解跨物种小脑结构、细胞构成及小脑疾病研究提供方向，奠定后续深入研究基础。

 
05
全球首份多器官衰老时空图谱

Ma, Shuai et al. “Spatial transcriptomic landscape unveils immunoglobin-associated senescence as a hallmark of aging.” Cell vol. 187,24 (2024): 7025-7044.e34. doi:10.1016/j.cell.2024.10.019

运用 Stereo-seq，对 2、4、13、19 和 25 月龄小鼠（对应人类青年到老年）的心脏、肝脏、脾脏、肺、小肠等 9 个器官开展分析，构建含 72 个细胞类型的多器官衰老时空图谱。

颠覆性发现：

  1. 提出 “组织结构熵” 指标，海马体、脾脏、淋巴结和肝脏熵增明显，更易衰老，且熵增与细胞身份丧失相关，结构混乱会致使衰老组织功能衰退。
  2. 构建高精度衰老空间地图，识别关键衰老敏感位点（SSS），其附近衰老特征更显著；发现 IgG 在衰老组织累积，可促免疫细胞衰老，减少 IgG 能降低小鼠衰老特征。

增强了对衰老生物学机制的理解，为衰老预警和评估提供新型生物学标志物，通过精准干预 IgG 降低其表达水平或能延缓衰老，也为探索衰老干预策略筑牢理论基础 。

 

你的研究 

如何搭上这班“技术快车”？ 

 

这些研究固然精彩，但我的课题该如何切入？

1. 如果你有珍贵的模式生物胚胎或组织样本：无论是小鼠、斑马鱼、果蝇还是植物，你都可以像上述研究一样，选择几个关键时间点，构建属于你的时空发育图谱。这本身就是一项足以发表的高质量资源库工作。

2. 如果你在聚焦某一个特定的发育生物学问题：例如，“某个特定器官如何形成？”、“某个关键信号通路在空间上是如何激活和传递的？”、“某种基因敲除后，空间微环境发生了何种紊乱？” Stereo-seq可以提供最直接、最全面的证据。

3. 如果你在研究发育相关疾病：如先天性缺陷、儿童肿瘤等，你可以利用人类珍贵样本（如FFPE样本）或疾病模型，对比正常与病变的空间基因表达网络，寻找病因和潜在治疗靶点。

 

技术已经就位，平台已经成熟。

截至2025年9月，基于Stereo-seq技术发表的论文已超过160篇，其中100余篇影响因子大于10。这充分证明了该技术的可靠性、公认度和发文潜力。发育生物学，这个生命科学最经典的领域，正因为空间组学的注入，而焕发出全新的、前所未有的活力。

现在，正是将你的研究视角，提升到“空间维度”的最佳时机。

欢迎联系我们，获取更多技术资料、案例解读和研究思路，从测序到数据深度挖掘，让我们助您，在生命蓝图上，刻下您的研究印记 ~