在国家星空彩票官方苹果版项目(批准号:T2188102、T2225005)等资助下,北京大学黄岩谊、郑春红团队联合北京世纪坛医院、华中科技大学、清华大学、深圳湾实验室等多家单位,成功开发出一种名为PRISM的新型核酸高通量原位检测技术。该技术基于纳米球颜色强度编码方案,可在单轮染色-成像流程内实现数十种RNA的亚微米分辨率原位检测。相关研究成果以“利用颜色强度编码和常规显微镜实现单轮多重RNA成像(High-plex spatial RNA imaging in one round with conventional microscopes using color-intensity barcodes)”为题,于2025年10月30日发表于《自然 生物技术》(Nature Biotechnology)杂志。论文链接:https://doi.org/10.1038/s41587-025-02883-7。
空间RNA信息对深入理解细胞功能具有重要意义,然而现有成像技术仍在多重检测能力、操作复杂度及三维样本兼容性等方面面临挑战。为解决这些问题,研究团队提出了PRISM技术,该技术结合挂锁探针与滚环扩增信号放大策略,利用标记与非标记探针混合实现强度分级,并通过“径向矢量”筛选机制确保编码稳定可靠。研究在多种组织样本中验证了PRISM的性能,累计获取超过570万个细胞的空间信息,成功构建出小鼠胚胎发育过程以及人肝细胞癌微环境的准三维空间图谱。此外,该技术具备良好的三维组织兼容性,可直接对100微米厚度脑切片进行成像,有效避免了样本形变与试剂渗透困难。PRISM技术基于颜色-强度编码设计,仅需常规四通道荧光显微镜,在单轮染色-成像中即可实现数十种RNA的高分辨率检测,全部流程可一天内完成。该系统无需复杂流体控制装置,具有操作简便、成本较低等优势,有望推动空间组学技术在基础研究与临床分子病理诊断中的广泛应用。
PRISM技术的成功研发是多学科深度交叉融合的典范。该工作涵盖了分子生物学、显微成像、信息编码、临床医学与生物信息学等多个前沿领域,通过跨学科协作共同突破关键技术瓶颈,实现了从原理创新到生物医学应用的完整转化链条,充分展现了学科交叉在推动前沿技术发展中的核心价值。

图 PRISM技术解码小鼠脑组织中RNA的空间分布