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引言：从“静态图谱”到“动态孪生”的跨越

2025 年无疑是单细胞与空间组学技术大爆发的一年。随着研究深度的推进，科学家们的诉求已经从单纯的“绘制细胞图谱”升级为“解析多维度的时空交互”与“预测未知细胞行为”。作为该领域的绝对霸主，10x Genomics 在 2025 年推出了一系列具有里程碑意义的技术革新。

近日，10x Genomics 官方回顾了 2025 年度五大最具颠覆性的单细胞与空间生物学创新。这些技术打破了传统分析的边界，让“活体成像”、“代谢组学”与“数字孪生”完美融入了现有的组学平台。本文将为您深度解析这五大前沿创新，探讨它们将如何重塑未来的生命科学研究。

1. VISTA-FISH：让 Xenium 突破“固定”界限，拥抱活细胞成像

• 创新点：将实时活细胞视频成像与 Xenium 空间转录组无缝融合。

传统的空间转录组技术通常只能捕捉组织被固定那一瞬间的“静态快照”。而 VISTA-FISH 技术的出现，让研究人员能够先在 Xenium 载玻片上对活细胞进行动态成像（捕捉细胞的迁移、分裂、吞噬或细胞间接触等动态过程），随后立即对同一批细胞进行原位固定和 Xenium 高分辨率 RNA 分析。

• 核心意义： 它首次建立起了“动态细胞表型”与“底层空间基因表达”之间的直接联系。免疫学家和肿瘤学家不再需要靠脑补来推测细胞的运动轨迹，现在他们可以将细胞的物理行为与其背后的分子指令完全对应起来。

2. MALDI-MSI：同一组织切片上的“代谢 + 转录”双重映射

• 创新点：将质谱成像（MALDI-MSI）与 Xenium 空间 RNA 分析在同一张切片上结合。

代谢物是细胞生命活动的最终产物，但同时获取空间代谢组和空间转录组一直是个巨大的技术瓶颈。2025 年的这项联合创新，实现了在同一张组织切片（Same-section）上，先通过基质辅助激光解吸电离质谱成像（MALDI-MSI）获取代谢分子及脂质的空间分布，随后在精准的同一位置运行 Xenium 进行转录组测序。

• 核心意义： 同切片的多组学整合，彻底消除了传统“相邻切片对齐”带来的细胞层面的空间误差。研究人员现在可以直接观察到特定基因的异常表达是如何在局部微环境中驱动代谢重编程的，这对肿瘤代谢、神经退行性疾病及靶向药物的组织渗透研究具有不可估量的价值。

3. REFLEX：释放固定样本潜能，Flex 平台打通 TCR 测序

• 创新点：在 Chromium Flex（针对固定样本的工作流）上实现 T 细胞受体（TCR-seq）单细胞测序。

10x Genomics 的 Chromium Flex 凭借其对固定样本（甚至包括 FFPE 样本）的卓越兼容性而备受推崇。REFLEX 技术的推出，进一步攻克了技术难关，打通了在这些高度交联的固定样本中进行免疫组库测序的通道。

• 核心意义： 免疫学家和临床医生不再受限于必须苛求“新鲜、高活性”的单细胞悬液。现在，他们可以从海量的临床存档 FFPE 肿瘤样本，或经过长途冷链运输的固定血液样本中，高通量地获取全转录组信息及成对的 TCR 序列，极大地释放了真实世界临床样本的转化医学价值。

4. CRISPore-seq：将单细胞 CRISPR 筛选带入“全长异构体”时代

• 创新点：结合 10x 5' 单细胞工作流、CRISPR 扰动筛选与长读长测序（Long-read sequencing）。

现有的单细胞 CRISPR 筛选（如 Perturb-seq）多依赖短读长测序，只能检测基因总体表达水平的变化。CRISPore-seq 技术则通过 10x Genomics Universal 5' 平台，在完成测序文库构建后，将 cDNA 巧妙分流至短读长和长读长（如 Nanopore）两个平台进行联合测序。

• 核心意义： 这一技术实现了质的飞跃。它让研究者不仅能看到 CRISPR 扰动靶向了哪些基因，还能首次在单细胞层面清晰观察到基因敲除对可变剪接（Alternative Splicing）和转录本异构体（Isoform）的具体影响，为剪接因子突变相关的癌症和罕见遗传病研究提供了终极利器。

5. 虚拟细胞（The Virtual Cell）：构建生物学的“数字孪生”

• 创新点：基于海量高质量单细胞与空间数据训练的 AI 预测大模型。

被《Nature Methods》高度评价并代表着生物科学下一个“登月计划”的，正是虚拟细胞。它并非单一的硬件产品，而是依托于 10x Genomics 平台产出的极高分辨率数据集（例如 Arc 研究所的 Virtual Cell Atlas、CZI 的 Billion Cells Project 等），结合前沿人工智能构建的预测模型。

• 核心意义： 虚拟细胞能够精准反映细胞和分子的综合表型，并像真实的活细胞一样，对内部扰动（如基因突变）或外部刺激（如药物暴露）做出反应。这标志着生命科学正式从“观察性”走向了“预测性（in silico）”，有望在未来大幅颠覆药物研发和筛选的传统流程。

结语：多维融合，重塑边界

从微观的活细胞轨迹追踪，到宏观的 AI 虚拟细胞构建；从短读长的基因定量，到长读长的剪接解析。10x Genomics 在 2025 年交出的这五份答卷，证明了单细胞与空间技术的潜力远未触及天花板。随着这些创新工具在实验室的普及，我们正步入一个能够全面解析、甚至精确模拟复杂生命生态的崭新时代。