GeneScope RNA 原位杂交技术 ：单分子级解码基因时空表达

当下生命科学研究早已告别批量测序的 “平均表达" 时代，空间转录组、单细胞原位分析成为顶刊持续追捧的核心热点。《Nature》《Cell》《Cancer Cell》等高分期刊中，解析 RNA 分子在组织原位的空间分布与表达丰度，已成为研究肿瘤异质性、免疫微环境、神经发育的核心手段。而荧光原位杂交（FISH）作为 RNA 原位检测的经典技术，长期面临灵敏度不足、特异性差、多靶标检测难等痛点。

爱必信 GeneScope 多色单分子 RNA 原位检测体系，以创新的探针设计与滚环扩增（RCA）技术为核心，突破传统 FISH 的性能瓶颈，实现单拷贝级 RNA 的精准原位检测，覆盖肿瘤、神经、免疫、发育等全研究场景。

一、GeneScope 核心技术原理 —— 单分子级的 RNA 原位解码

GeneScope 是基于滚环扩增技术打造的多色荧光核酸原位检测平台，通过特异性探针靶向结合、原位滚环扩增信号放大、多色荧光探针标记，在完整保留组织空间结构的前提下，实现对目标 RNA 的定性、定位、定量一体化检测。

【图 1 GeneScope 技术原理示意图】

1. 双链接探针特异性杂交
针对目标 RNA 序列设计多对双链接探针（DLPs），每对探针精准结合靶标的不同区段。只有当多对探针同时结合于同一个 RNA 分子时，才能环化形成完整的滚环扩增模板，从设计源头大幅降低非特异性结合，保障检测的高特异性。

2. 滚环扩增（RCA）原位信号放大
依托恒温滚环扩增反应，在单个 RNA 位点原位生成数百个串联重复的互补序列单元，实现核酸层面的信号百倍级扩增。扩增产物锚定在靶标 RNA 原位，无扩散偏移，保证空间定位的精准性。

3. 多色荧光探针同步标记
针对不同靶基因的扩增产物，搭配标记有不同荧光基团的特异性检测探针，通过一次杂交反应即可同步结合对应靶标的扩增序列，实现单张切片上多靶标的同步检测。

4. 单分子精准定量
每个独立荧光斑点对应单个 RNA 分子，结合高分辨率荧光显微镜与专业分析软件，可对细胞 / 组织内的 RNA 进行精准计数与空间定位，实现真正的单分子绝对定量。

二、GeneScope 核心技术优势 —— 突破传统原位杂交的性能边界

相较于传统 FISH 技术，GeneScope 在灵敏度、特异性、检测通量与实验效率上实现全面升级，解决科研中的各类痛点：

核心优势总结：

• 超高灵敏度：稳定检测单拷贝靶标，解决低丰度基因、稀有转录本检测难题

• 特异性：多探针协同验证机制，有效降低背景噪音，信号真实可靠

• 高效多色检测：单张切片实现 4 靶标同步共定位，一次杂交完成，节省珍贵临床样本

• 精准空间定位：RCA 扩增产物原位锚定，无信号扩散，空间定位精度更高

• 多技术兼容：兼容 mIHC、免疫荧光等技术，支持 RNA - 蛋白多组学联检

三、全维度探针体系 —— 覆盖多元研究需求

探针是原位杂交技术的核心，爱必信为 GeneScope 平台试剂盒配套1-4个靶基因的特异性探针，及对应种属（人，大小鼠）的阴阳性探针，全面适配各类研究场景，助力快速启动实验，得到高质量结果。

1. 探针设计与标记规范
所有探针均基于 RefSeq 等数据库序列进行专业化设计，严格规避同源序列、重复序列与高可变区，针对每个靶标筛选探针组合。每款探针均经过实验验证，确保杂交效率高、背景噪音低、特异性强。

荧光标记默认从 Alexa Fluor 488、Cy3、Texas Red、Cy5 中选择，推荐搭配规则：

• 单个 RNA 靶标默认使用 Cy3 标记

• 2 个 RNA 靶标默认使用 Alexa Fluor 488、Cy3 标记

• 3 个 RNA 靶标默认使用 Alexa Fluor 488、Cy3 和 Cy5 标记

• 4 个 RNA 靶标默认使用 Alexa Fluor 488、Cy3、Texas Red 和 Cy5 标记

针对人、大小鼠样本，试剂盒默认配套阴阳对照探针（阴性探针 dapB 默认 Alexa Fluor 488 标记，阳性探针 UBC 默认 Cy3 标记）；其他物种可按需定制阳性对照探针。

2. 探针覆盖类型

• 编码 RNA：各类 mRNA、pre-mRNA，覆盖肿瘤、免疫、神经等领域热门靶标

• 非编码 RNA：lncRNA、miRNA、circRNA 等，支持非编码 RNA 的空间功能研究

• 特殊转录本：融合基因、可变剪接体、单碱基突变位点等，适配精准分子检测

• 病原体核酸：病毒、细菌等微生物核酸检测，支持感染免疫相关研究

3. 灵活的服务模式

• 现货探针：覆盖人、小鼠、大鼠等主流物种的数百种热门靶标，即买即用，快速启动实验

• 定制探针：支持任意物种、任意靶标的个性化探针定制，可灵活选择荧光标记，快速交付，满足个性化研究需求

【图 2 GeneScope 试剂盒赠送阳性（UBC）及阴性（dapB）探针检测结果】

四、核心应用场景 —— 从体外细胞到临床样本的全场景覆盖

1. 肿瘤异质性与生物标志物研究
肿瘤组织的空间异质性是精准诊疗的核心挑战，不同区域的肿瘤细胞基因表达差异直接影响药物响应与预后。GeneScope 可在石蜡 / 冰冻肿瘤切片中原位检测致癌基因、耐药基因、融合基因的表达分布，精准区分肿瘤细胞与微环境细胞的表达特征，为肿瘤分型、靶点验证与预后评估提供核心依据。

核心应用：

• 肿瘤驱动基因与耐药基因的原位表达分析

• 融合基因、可变剪接体的组织水平鉴定

• 肿瘤生物标志物的空间分布与定量分析

【图 3 GeneScope 检测HER2在乳腺癌FFPE样本中的表达比较】

2. 神经科学空间表达图谱研究
神经系统的功能高度依赖细胞的空间排布与基因的时序表达。GeneScope 可对脑组织切片中神经递质受体、发育调控基因、神经退行性疾病相关基因进行精准原位定位，解析神经环路的分子基础与疾病发生机制，是绘制脑空间转录图谱的核心工具。

核心应用：

• 不同脑区基因表达的空间分布分析

• 神经元亚型的分子鉴定与分类

• 神经发育过程中基因的时空动态追踪

【图 4 GeneScope 检测小鼠小脑中的Gad1与Calb1表达】

3. 发育生物学时空表达分析
胚胎发育过程中，关键调控基因的时空表达模式决定了细胞分化与器官发生。GeneScope 可对不同发育阶段的胚胎组织切片进行检测，精准追踪发育关键基因的表达动态，解析器官发生的分子调控机制。

核心应用：

• 胚胎发育基因的时空表达模式分析

• 器官发生过程中的细胞分化轨迹研究

• 发育相关疾病的分子机制探究

【图 5 GeneScope 检测斑马鱼胚胎中的发育相关mRNA表达】

4. 稀有转录本检测
对于融合基因、环状 RNA、低丰度 lncRNA 等传统方法难以稳定检测的稀有转录本，GeneScope 凭借单分子级的超高灵敏度，可实现精准检出与原位定位，为疾病分子标志物挖掘、非编码 RNA 功能研究提供有力技术支撑。

【图 6 GeneScope 检测miRNA—miR-21-5p高表达，miR-25-3p不表达】