在生命科学领域，单细胞测序技术就像一把“精密手术刀”，让科学家得以剖析每个细胞的分子特征。然而，此前的测序技术如同盲人摸象般看不到细胞所处环境的全貌信息。中国科学家8月22日在国际学术期刊《科学》（Science）刊登文章，宣布实现多模态整合、原位动态捕捉、极限样本兼容、百万级通量等技术突破，打破了传统单细胞测序技术局限。

  精准捕获单细胞的“纳米级捕手”

  北京时间8月22日，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联合多家机构，在《科学》率先发布细胞组学技术Stereo-cell。

  该技术基于高密度DNA纳米球（DNB）阵列芯片，在无需依赖特定设备进行细胞分隔封装的情况下，直接对细胞进行原位捕获和转录组测序，实现从百个到百万个量级细胞的无偏捕获，同步解析细胞的转录、蛋白信号与形态学信息，并兼容原位培养、异形细胞等特殊需求，推动单细胞组学技术进入高通量、多维度、可操控的新发展阶段。

  Stereo-cell技术的核心是高密度DNA纳米球阵列，直径仅220纳米的小球以500纳米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，避免了传统方法中因物理限制导致的细胞丢失或变形问题。

  给细胞拍张“高清立体照”

  对于识别出的细胞，能不能既掌握它的外形特征，又清楚它是什么类型，还了解它有哪些功能？

  通过整合荧光染色和抗体标记技术，Stereo-cell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，相当于给细胞拍了一张“多模态立体照片”，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研究员刘传宇表示，“Stereo-cell技术是单细胞组学迈向临床细胞组学的突破，有望在疾病机制研究和临床转化中发挥巨大潜力。”

  原位动态监测：细胞变化的“实时直播”

  Stereo-cell技术支持细胞直接在芯片上培养，实现原位细胞形态及染色信号的动态监测，捕捉基因转录活性变化，并保留空间位置及时序变化信息。例如，在芯片上培养成纤维细胞的研究中，研究者不仅捕获了细胞迁移和纤维化过程中的基因表达变化，还解析了细胞外囊泡的时空分布规律，以及真实物理接触细胞间的互作信号。这为理解细胞间通讯打开了全新视角，极大扩展了单细胞测序研究的边界，如应用于大规模药物筛选和小分子扰动实验等。

  据科研人员介绍，Stereo-cell技术有助于摆脱传统液滴分隔与微流控技术的限制，让科学家能在纳米尺度上看到细胞的“故事”，提供解析生命密码的新钥匙，有望为生命科学和医学带来新的突破。（本报记者白瑜）