用户声音 | 同济大学细胞干性与命运编辑前沿科学中心：感受到中国智造的魅力和蓬勃的生命力

干细胞研究是当今世界生命科学研究的前沿，为人类应对健康挑战提供了新的技术和新的思路。胚胎发育、细胞重编程是研究细胞命运转变的两个核心体系，而表观遗传调控在其中发挥重要作用，不仅是当今生命科学领域最前沿的科学问题之一，而且是我国基础研究的重点突破方向。

近日，同济大学细胞干性与命运编辑前沿科学中心在细胞命运转变的科学研究中，基于华大智造测序设备、实验室自动化设备、单细胞平台以及时空组学STOmics技术，利用早期胚胎发育和细胞重编程体系，系统解析了表观遗传修饰在调控基因表达进而影响细胞命运转变的分子机制，探究生命发育和动物克隆的科学奥秘。

科企合作助力

探索细胞命运转变的前沿问题

同济大学细胞干性与命运编辑前沿科学中心，是教育部首批批复立项的前沿科学中心之一。在同济大学已有坚实基础上，前沿中心聚焦干细胞领域系统性、前瞻性、紧迫性的重大科学问题，紧密围绕细胞命运的分子调控、基于干细胞的器官构建、干细胞临床转化研究三大核心方向开展科研攻关，取得一系列重大原创性突破。

同济大学生命科学与技术学院高亚威教授课题组主要关注早期胚胎发生过程中细胞命运的表观调控机制，她强调：“单细胞测序技术能够检出细胞异质性信息，为复杂系统的分子动态检测提供了可能。在单细胞研究当中，由于样本的稀缺性和脆弱性，需要对获得的新鲜样本进行及时处理，避免长时间储存和运输等。因此，建立本地化的测序平台，成为解决这一问题的关键。”

目前，同济大学“细胞干性与命运编辑”前沿科学中心配备了华大智造单细胞液滴生成仪DNBelab C-TaiM 4、高通量测序仪MGISEQ-2000、自动化移液工作站MGISP-100等先进的一站式工具与平台，进一步助推该中心科研成果的产出与应用转化。

华大智造单细胞产品组合，逐步获得科研工作者的青睐，该产品组合可实现对单细胞测序实验操作流程的整体把控，根据研究进展和实际需求灵活的开展单细胞测序。华大智造单细胞液滴生成仪DNBelab C-TaiM 4能够高效赋能全球生命科学实验室开启规模化、标准化的单细胞多组学研究，后续也将助力同济大学进一步提升单细胞领域的科研能力。

而华大智造MGISP-100自动化样品制备系统搭配MGISEQ-2000测序仪，能够更好地满足高通量和快速便捷的测序需求。MGISP-100作为一款高通量测序领域的自动化工作站，搭载了8通道移液器，可对样本进行批量处理，使实验室技术人员能够从耗时繁琐的程序中解放出来，不仅有助于增加文库制备的稳定性，而且降低了总运营成本，同时也全面提升了实验室的整体工作效率。

推动用人工智能的方法

系统解析细胞命运决定的调控机制

前沿科学中心搭建了单细胞测序和时空组学多组学实验平台，结合开发的单细胞、空间组学数据分析的人工智能方法，系统解析细胞命运决定的调控机制。

目前中心已经开发了单细胞转录因子调控网络预测方法SCRIP，通过构建单细胞多组学整合和预测算法，同时收集整合领域内发表的大量的单细胞转录组学数据，建立人工智能大语言模型，开发了人类肿瘤微环境分析平台TISCH、人类正常组织分析平台HUSCH以及基于深度学习的细胞定义算法SELINA，推动用人工智能的方法定量的解释细胞身份的意义，或基于深度学习实现细胞身份定义等。

“我们实验室研究的重点是开发单细胞空间组学数据分析的人工智能方法。”同济大学生命科学与技术学院教授王晨飞教授表示：“我们将持续深入解析细胞命运调控的最终机制，我们也有幸获得华大时空组学青年科学家激励计划的支持，对于我们开展临床科学方面的课题研究，提供了高精度的空间转录组学的视角，这将为我们带来更多的创新型的研究成果。期望能和华大智造一起协同合作提供重要且有力的工具，有效的实现单细胞多组学技术发展。”

DCS三大技术赋能，同济大学发布

“功能性类囊胚构建”研究成果

长期以来，由于伦理和技术的限制，对植入阶段胚胎发育及相关疾病的研究进展缓慢。以干细胞为基础的胚胎体外模拟技术为科研人员提供了良好的平台，特别是类囊胚的构建很大程度上允许研究人员对植入前到植入后的连续过程进行操作和观察。

2022年7月，同济大学高绍荣课题组在Protein & Cell（IF=15.328）杂志在线发表题为“Bilineage embryo-like structure from EPS cells can produce live mice with tetraploid trophectoderm”的研究论文。该项研究阐述了EPS-blastoids存在植入后发育缺陷的原因和机制，并进一步进行了功能性类囊胚的构建尝试。值得一提的是，该研究基于华大智造DNBelab C系列和DNBSEQ测序平台完成单细胞建库实验及测序。

为了弄清EPS-blastoids不能进行正常的胚胎发育的机制，作者利用显微捕获切割从ICM结构分离出TE-like结构，通过scRNAseq检测转录水平变化。研究人员发现EPS-blastoids由于缺乏真正的TE谱系细胞而无法实现植入后发育，其TE-like结构是由PrE谱系细胞构成的。该研究进一步使用包含EPI和PrE谱系细胞的BLES与四倍体胚胎的TE重新构建，实现了可育小鼠的产生。这项研究为功能性类囊胚的建立提供了理论和实验基础。

华大自主研发的时空组学技术Stereo-seq，作为当前生命科学领域的前沿工具，深度融合了空间信息和分子层面的组学数据，为理解细胞类型、组织结构以及它们在生物体中的功能提供了新视角。在干细胞研究领域，时空组学技术在细胞类型的精确识别与定位、细胞命运的调控机制、胚胎发育、再生医学、疾病模型的建立与研究等方面都发挥着重要作用。

自2021年起，“细胞干性与命运编辑”前沿科学中心便引入时空组学技术，基于该技术“高分辨、大视场、多组学、全物种”的技术优势，深入探索干细胞研究领域的时空奥秘。同时，对于常见的不同形状、不同大小的组织切面，都有可适配的时空芯片。2022年，时空组学技术在同济大学完成了本地化的实验落地，研究人员得以更方便的组织、开展实验，并能更高效地获取实验数据。

“我们在与华大智造的合作当中，感受到了中国智造的魅力和蓬勃的生命力，所以我们也非常期待中国的科研工作者能够在未来使用更多的国产化的设备和试剂。”高亚威教授表示。

未来，华大智造将始终秉承“创新智造引领生命科技”的理念，在DCS三大领域中——基因组学（DNA Omics，简称“D”）、细胞组学（Cell Omics，简称“C”）、时空组学（Spatial Omics，简称“S”），帮助科研人员同时在DNA、细胞、组织等不同维度，对样本进行批量处理和成体系化的研究，深入解析细胞干性与命运编辑机制的复杂性和异质性。华大智造也将持续为全球用户提供超高通量、超低成本、智慧集成的强大工具，以科技创新赋能生命科学领域发展。