大家好，今天为大家推荐一篇发表在Nature Methods上的文章，文章通讯作者是来自新加坡基因组研究所的Kok Hao Chen教授，他们课题组专注于开发和应用面向空间分辨系统生物学的新型“原位组学”技术。本文中，作者设计了一个具有高空间分辨率的split-FISH探针，实现了组织中高特异性的多重荧光原位杂交与成像。
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荧光原位杂交（FISH）一直以来都受到转录组学的青睐，而多重荧光原位杂交技术实现了转录组组合成像，为揭示天然组织中单细胞的状态与功能提供了机会。然而，之前的研究中，传统的多重FISH技术面临着难以在复杂组织中准确检测单个RNA分子的困难。为了解决这一问题，有研究者使用组织清除技术，将天然组织中的细胞蛋白和脂质去除，从而减少非特异性结合的探针数量。虽然这一手段能够在一定程度上提高分辨率，但是没有解决多重FISH本身的脱靶问题，且违背了针对天然组织这一理念。本文中，作者提出了一种分裂式的FISH（split-FISH）技术，有效地提升了靶向的效率与特异性，降低了假阳性信号。
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Split-FISH的设计理念。基于之前一系列DNA split探针设计的模式，作者将FISH探针分成一对编码探针和桥探针共三个部分。编码探针由靶向目的RNA序列的编码部分和组成“桥”的部分组成，而桥探针由结合编码探针组成的桥序列的部分和结合染料标记的信号探针的部分组成。他们要求，桥探针必须只能结合靶向同一RNA的一对编码探针组成的完整桥序列，而不能结合单一的编码探针。此外，为了形成有效的桥结构，作者比较了不同组合模式的编码探针。结果显示，环形“桥”比十字形、双“C”和双“Z”模式的“桥”具有更高的靶向信号且具有更高的特异性。随着之后一系列优化，作者基本完成了探针的设计。
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Split-FISH具有更好的性能。首先，作者将单标split-FISH与传统FISH进行了比较。结果显示，无论在细胞中还是在组织中，split-FISH具有更高的特异性与结合能力，能够获得更优质的信号。随后，作者测试了多重split-FISH的性能。在哺乳动物细胞系和未清除脂质与蛋白的哺乳动物组织中，作者发现，多重split-FISH具有更高的靶向能力与特异性，有效地降低了假阳性信号。特别是在动物组织中，假阳性信号降低了约44倍（脑组织）和约19倍（肝组织）。
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综上，作者设计并应用了多重split-FISH技术，实现了组织中转录组RNA的空间分辨率的标记与成像，对于天然组织的时空转录组学研究具有重要的意义。
文章作者：KLH
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41592-020-0858-0.pdf
原文引用：10.1038/s41592-020-0858-0
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