目前，为了同时分析多基因物种，需要使用下一代DNA测序仪以适当的方法进行位点特异性取样。为了对组织功能进行全面了解，研究人员需要对细胞的基因信息以及位点特异性基因表达进行分析。对于样本量较小的研究，则需要更为敏感的分析技术。近年来，研究人员已经开发了几种高度敏感的分析技术。例如，一些研究人员已经报道了使用NGS测序单个细胞的某些基因表达或进行基因组分析。单个细胞的高通量分析以及组织微解剖与成像方法的组合与先前相比可获得更多功能信息。当前，仍然需要一种从组织中特异性取样细胞或对组织微解剖的方法，使分析技术发挥全部潜力。

特异性基因的位点表达分析对理解组织功能十分重要。尽管DNA相关技术发展迅速，但组织全基因组表达的位点特异性分析依然存在挑战。因此，需要一种新的工具来捕获多个组织微解剖结构或单个细胞，同时保留位置信息。

日前，在Scientific Reports发表的最新研究中，早稻田大学生命科学与医学生物科学系的Takuy a Yoda发布了一个可以实现这个目标的系统——自动组织微解剖穿孔系统，其可以在非常短的时间段内通过反复冲压组织来获得微解剖组织，而打孔组织的照片能够提供关于解剖位置的信息，从而进行位点特异性基因表达分析。

文章中，Takuy a Yoda等人表示该系统可以从粘附在平板上的培养细胞中捕获细胞，而不会损伤它们，并能了解组织的微观解剖以及它们的空间信息。他们提供的组织基因表达谱和组织功能的分析表明，该系统可能在生物科学研究和潜在临床应用中具有广泛的应用。目前，他们实现了用不能荧光成像的摄像机观察目标来确定冲孔，并计划在采样前利用荧光显微镜获得的荧光图像来实现系统的改进。

该捕获系统实现了从微解剖的组织中准确快速的采样。其关键是使用了两个不同移动步骤的独立的XY执行器系统以及自动洗涤系统。自动洗涤使针器可以反复使用超过1000次，避免其被压在盘表面上。目前，在一次连续操作中捕获的最大微扫描数量为48个，通过更改操作软件可以将其提高到384个或更多。一个采样周期需要5秒，与其他采样方法报告的时间相比，速度是非常快的，并且如果优化执行器，还可能将时间缩短到小于3秒。

他们还注意到一些基因，如Sst，Npy和Hbb – bt等会根据取样位置显着改变，即使距离相邻位置仅有300微米。由于基因表达在活组织中变化的偶然性，因此所得结果表示的是基因表达的快照，而剧烈变化可能是基因表达的时间波动，所以将需要更多的数据来确认表达更改的原因。

值得注意的是，由于可能将蛋白质与微解剖的转录物一起提取，所以在使用该捕获系统时会同时获得其他蛋白质的空间信息。目前，精确的转录组学数据的可用性可能为基因表达和功能提供新的见解。研究者的最终目标是建立三维转录组以及具有高空间分辨率的组织蛋白质图，预计冲孔取样系统将在这项工作中发挥重要作用。而位点特异性分析也为组织和组织功能中的基因表达谱提供了新的见解，可能在生命科学中开辟新的途径。

参考资料：

Site-specific gene expression analysis using an automated tissue micro-dissection punching system