Stereo-cell技术在《科学》发布，华大生命科学研究院实现多项技术突破

8月22日凌晨，华大生命科学研究院牵头建设的基因组多维解析技术全国重点实验室（简称“实验室”）联合多家机构，在国际顶级学术期刊《科学》（Science）发布全球领先的细胞组学技术Stereo-cell，颠覆性实现多模态整合、原位动态捕捉、极限样本兼容、百万级通量等技术突破，彻底打破了传统单细胞测序技术局限，由获取单一分子层面信息的“平面解析”模式实现兼顾多模态信息具备“立体洞察”能力。该技术的发布标志着中国在细胞组学技术领域取得原创性引领成果，将为规模化开展细胞病理、发育与衰老、免疫与疾病、动植物遗传与进化等前沿研究提供强有力的支撑。

“现有的单细胞测序技术要么漏掉某些细胞，要么抓不住细胞形态，新技术的突破能够给细胞拍一幅‘立体照片’，同时掌握它的外形特征、类型和功能。”文章共同第一作者、华大生命科学研究院刘畅副研究员说。

该技术的重大突破之一是单次实验整合多模态。Stereo-cell整合了荧光染色和抗体标记技术，使得同时捕获细胞形态、转录本和细胞表面蛋白成为可能，在识别细胞类型的同时捕捉其功能状态。这不仅帮助研究人员揭示了不同免疫细胞的活化状态，还找到了仅靠RNA分析无法识别的表型差异。

“一次实验就能捕获百万数量细胞，并且获取形态、转录和蛋白特征，实现更深度地解析细胞的病理状态。”文章共同第一作者、华大生命科学研究院刘传宇研究员表示，Stereo-cell是单细胞组学迈向临床细胞组学的里程碑，有望在疾病机制研究和临床转化中发挥巨大潜力。

该技术的另一项突破是无差别精准捕获。目前单细胞研究领域最主流的技术之一是基于液滴微流控的高通量单细胞测序技术，但微流控通道对不同细胞的捕获偏好不同，容易“偏心”某些细胞类型，还可能丢失细胞形态等关键信息。Stereo-cell的核心是高密度DNA纳米球阵列，直径仅220nm的小球以500nm的间距密集排列在芯片上，就像一批纳米级别的“捕手”，直接通过静电吸附即可捕获细胞。

刘畅表示，更重要的是，Stereo-cell支持从0.5cm×0.5cm至6cm×6cm的不同尺寸芯片规格，可以实现从百个到百万个量级细胞投入的超宽通量范围，且能够在一次实验中从大规模样本中识别出稀有细胞亚群，即便占比仅0.05%的稀有细胞也能被精准找到，真正实现“大海捞针”。

对于传统技术难以处理的复杂结构和大细胞，Stereo-cell也实现技术突破，能够兼容极限样本，“无损解析”微结构与大细胞。

基于Stereo-cell技术平台，实验室联合18家机构于21日共同成立“百亿细胞联盟（10BC）”。文章共同通讯作者、基因组多维解析技术全国重点实验室主任、华大集团首席研究员徐讯表示，Stereo-cell不仅是技术平台，更是新一代生命数据引擎。而基于此平台发起的百亿细胞联盟，将构建包括生命图谱、疾病图谱和扰动响应图谱在内的“三大细胞宇宙数据库”。欢迎全球科研团队共建共享，共同推动细胞AI大模型与虚拟细胞系统研发，实现从数据到诊疗的系统性跃迁。

编辑 杨渝嘉 审读 李斌 二审 党毅浩 三审 赵明