快过qPCR，易过NGS--NanoString数字化多重核酸定量技术详解

随着临床医学和转化医学对临床样本的生物标志物发现需求日渐增多，如何在有限的样本量中最大程度的获取有意义的数据已经成为生命医学研究的头号需求。在这种情况下，研究人员需要解决的问题不仅仅是高通量，高参数，更需要较高的精度和准确度从而降低反复检验的需求。以基因表达定量检测为例，传统的qPCR实验操作步骤多且繁复，不适合高通量的基因表达实验设计， 而新一代RNA-seq价格昂贵并且需要耗费大量生物信息分析资源，难以在短时间内读取有效数据。更重要的是，对于一些挑战性较高的RNA类型，如miRNA，序列短小，设计难度大，数据分析极其复杂。而临床中常常用到的FFPE样本，在保存过程中往往造成RNA的断裂，不论是qPCR还是RNA-seq都难以进行精准的定量。在这些棘手问题下，又有哪一项新型技术能够让这些问题迎刃而解呢？

自从2008年《Nature Biotechnology》期刊以封面文章形式报道了NanoString的突破性技术后，至今已有近3000篇应用该技术的生物医学文献。其中多篇文章发表在《Cell》，《Nature Medicine》等顶级杂志上。NanoString的数字化基因检测技术（nCounter Analysis)是最新一代的多重核酸定量技术，在转化医学与临床应用中扮演越来越重要的角色。今天我们就为大家对这项技术进行详细的分析，如何在24小时内，无需冗长的生物信息分析支持下，迅速地进行高通量，高参数，精度媲美qPCR的基因表达定量测定 。

技术简介

NanoString技术原理是基于核酸分子与探针杂交后，对探针上的荧光分子条形码进行直接测量。每个条形码标记对应某一特异mRNA序列，在同一样本中最高可以测量800个条形码，而所需的样本量可以低至100ng RNA。而且，基于杂交原理，NanoString的数字化定量技术无需转录，扩增或者文库构建，一方面省去了冗长的实验程序和人力资源，另一方面最大程度地降低了由于酶促反应带来的潜在偏差。对于样本量稀少的临床样本，NanoString技术可以不经过RNA提取，直接在FFPE样本，细胞裂解液乃至全血中直接对RNA进行定量，进一步降低由于提取过程可能带来的潜在偏差。

探针目标杂交示意图

应用范围

目前NanoString旗下产品包括nCounter基因检测平台以及GeoMx空间基因组学平台，涵盖的课题遍布肿瘤，免疫，神经以及传染病学。通过应用NanoString的荧光分子条形码，研究人员可以在样本中一次性检测高达800个基因。当中过程无需酶逆转及扩增，因此避免了传统的实时荧光定量PCR（Real-time PCR或qPCR）带来的相关偏差，然而在敏感性和准确性上又可以与实时荧光定量PCR媲美。

NanoString特有的荧光分子条形码应用范围广泛。

目前已发表的应用包括

·         基因表达

·         蛋白定量

·         拷贝数目变异 （CNV）

·         单核苷酸多态性（SNV）

·         融合基因 (Gene Fusion)

NanoString数字化定量技术不同应用

自动化流程

相比传统实时荧光定量PCR，NanoString的数字化基因定量技术只需要15分钟的人员操作时间，其余流程实现了全自动化，不仅极大地避免了人员操作带来的潜在误差，同时也节省了人力和时间，达到在48小时内检测12个样本，每个样本800个基因的读取，有利于在短时间内对大量样本进行高通量生物标志物的发现。

NanoString nCounter平台示意图

数据分析

不同于RNA测序， NanoString的nCounter平台无需任何专业生物信息培训。配套的nSolver软件会完成所有数据分析并为用户提供报告。简单直观的数据分析免去了二代测序面临的长时间生物信息分析，有利于研究人员在短时间内高效地进行高通量的生物标记物发现。研究人员也可以根据自身需要，直接从数据分析界面生成各类高质量图表。

在产品设计上，NanoString的生物信息团队通过大量分析筛选，每一项基因panel都由NanoString生物信息团队及该领域的专家团队进行审核和验证，保证所选靶物都涵盖与课题高度关联的信号通路，并与RNA测序相比具有更高的相关性。就以最近发布的新产品人类器官移植基因表达Panel和阿兹海默症基因表达Panel为例，分别是与全球最具影响力的Banff Foundation for Allograft Pathology的权威学者以及杰克逊实验室的小动物模型课题组一同开发的。因此NanoString的基因表达Panel可谓是集众家所长并获得业内专家的一致认同。

数据分析界面示例

产品范围

从2008年至现在，NanoString的基因检测产品覆盖了如肿瘤，免疫，神经学等重要医学课题，并在现有panel的基础上增加定制服务，更好地贴近客户需求。除了常见的基因表达定量数据外，NanoStirng的基因表达Panel如IO360和BC360还额外加入了与默沙东共同开发的肿瘤发炎指数 （Tumor Inflammation Score）等一类的临床意义极大的Signature, 以更好地帮助研究人员从数据的茫茫海洋中提炼最具有价值的信息。

部分基因表达Panel产品简介

2019 NanoString中华研究资助计划正在火热接受申请中

（申请递交截止2019年11月15日）

在对NanoString的数字化多重核酸定量技术有了更多了解后，是不是也很心动想用NanoString的基因表达Panel一展身手呢？那么千万不要错过现在正在火热进行当中的2019 NanoString 中华研究资助计划。离截止日期还剩10天，马上来申请吧！

项目概况

该免费项目现正火热接受报名。只需递交500字的课题摘要申请，就有机会成为四位获奖者之一，赢取价值高达100000人民币的以下nCounter基因表达Panel （共24个样本）的其中之一。

奖品内容

•每位获奖者将根据申请课题被授予价值100000人民币的试剂共24个样本。NanoString将为获奖者提供数据分析服务。

•每位获奖者将有机会成为在北京举行的NanoString 2020中国峰会论坛的演讲者。

•项目成果将有机会在NanoString 官网上以下但不限于的形式发表

•线上研讨会

•科研白皮书

•实时讲座

*具体发表时间及内容不限，可在项目成果正式发表后

*如获奖者目前未拥有nCounter设备，请在申请表中标明，NanoString会联络所在地的相应科研服务供应商。

申请课题

申请项目课题符合以下课题之一

A.肿瘤学 B.肿瘤免疫学 C.免疫学 D.自身免疫 =E.CAR-T 细胞疗法

*人或小鼠模型

申请详情

•面向中国大陆及港澳台地区。

•申请日期：2019年9月15日至11月15日

•获奖公布日期：2019年12月1日

NanoString将在官网及微信公众号公布获奖名单并通过电子邮件与获奖者

申请资格

•项目申请者目前任职或学习于科研机构/药企/医药研发服务机构/医院

•申项目申请者目前为在读研究生/博士生或在职博士后/导师/临床医生

•申请项目具有重大临床研究意义，相关成果可以为转化医学和临床医学提供相关指导

现在申请

扫描下方二维码又或者登录http://emarketing.nanostring.com/LP=233

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(jlin@nanostring.com/13201409947)

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