Nature Protocols
STARmap PLUS、RIBOmap和TEMPOmap技术实现完整RNA生命周期的空间解析
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本文提出了一套整合的高通量原位测序技术，能够系统性地解析完整细胞和组织中数千种RNA分子的生命周期动态，包括转录、运输、翻译和降解阶段。技术具备高空间分辨率，适用于异质性细胞和组织研究，为RNA动态分析和细胞功能调控提供了全新工具。
文献概述
本文《Spatially resolved in situ profiling of mRNA life cycle at transcriptome scale in intact cells and tissues using STARmap PLUS, RIBOmap and TEMPOmap》，发表于《Nature Protocols》杂志，回顾并总结了三种原位测序技术——STARmap PLUS、RIBOmap和TEMPOmap，用于高通量、高分辨率地追踪RNA生命周期的关键阶段。这些技术通过将RNA转化为带有基因特异性条形码的DNA扩增子，再结合原位测序，可在完整细胞和组织中解析RNA的转录组动态、翻译状态和时间分辨信息，为下游分析提供细胞类型分类、细胞周期鉴定和RNA动力学参数测定等信息。
背景知识
在单细胞转录组学和空间转录组学快速发展的背景下，传统方法多局限于静态转录组分析，难以追踪RNA动态过程。STARmap PLUS整合了蛋白共定位分析，实现转录组与蛋白的联合解析，RIBOmap则聚焦于核糖体结合mRNA的检测，而TEMPOmap利用代谢标记追踪新生RNA的时间分辨信息。这些技术在神经科学、发育生物学和疾病模型中具有广泛应用，尤其在解析组织微环境、细胞间通讯及疾病进展方面具备独特优势。当前研究仍受限于靶向测序模式、条形码单核苷酸解析的不足以及不同技术需在独立组织切片上实施的局限性。因此，该研究为科研界提供了一种系统性解决方案，结合实验与计算流程，进一步推动了空间转录组技术在基因表达调控、疾病机制研究和药物开发中的应用。
研究方法与实验
STARmap PLUS、RIBOmap和TEMPOmap均基于原位测序，通过寡核苷酸探针设计、DNA扩增子的生成及原位测序，实现完整细胞和组织中的RNA动态追踪。STARmap PLUS采用双探针策略，结合蛋白抗体共定位，同时检测转录组与有限数量蛋白；RIBOmap和TEMPOmap则采用三探针设计，分别用于检测核糖体结合mRNA和代谢标记新生RNA。所有方法均通过RCA（滚环扩增）生成DNA纳米球，并通过SEDAL（动态退火与连接）测序策略进行多轮原位测序，最终解码条形码并确定基因身份。
关键结论与观点
研究意义与展望
该研究为单细胞和空间转录组学提供了新的高通量原位分析工具，尤其在疾病异质性、组织微环境和翻译后调控研究中具备应用潜力。未来技术发展有望提高多路检测能力、优化探针设计及实现更大厚度组织的原位测序。此外，结合新型计算工具，可望在多组学整合、细胞通讯建模及药物靶点发现中进一步拓展应用。
结语
STARmap PLUS、RIBOmap和TEMPOmap代表了空间转录组技术的重要进展，能够在完整细胞和组织中实现转录组、翻译组和时间分辨RNA动态的多路分析。这些方法不仅提升了RNA生命周期研究的深度，也为疾病机制、药物靶点发现和细胞通讯分析提供了新的工具。随着测序硬件和计算工具的不断优化，该技术平台有望在更大规模组织分析、多组学整合及原位功能基因组学中发挥更大作用。
