細胞生物學核心實驗室 空間組織影像與空間基因體分析部門

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玉米雄性減數分裂細胞的三維重建模型
玉米雄性減數分裂細胞的三維重建模型,疊合於電子顯微影像上。各結構以不同顏色標示:核仁(紅色)、染色質(藍色)、核膜(黃色)及囊泡(綠色)。

提供常規組織切片、三維顯微影像與空間基因體相關諮詢與技術支援。

合作與服務洽詢

本服務以專案討論與合作方式進行,歡迎於實驗規劃階段聯繫,提供研究目的、樣品種類與尺寸,以及預期分析內容,以利評估技術可行性與安排後續流程。

服務項目

1. 常規組織學技術諮詢及支援

協助評估組織構造與切片需求,依樣品特性與研究目的選擇合適的製備方式,協助規劃後續顯微觀察及分析流程。

  • 石蠟切片技術諮詢:提供組織固定、脫水、石蠟包埋與切片流程諮詢,協助規劃組織形態觀察與染色分析。
  • 振動切片技術諮詢(Vibratome):提供樣品處理、支撐包埋與振動切片條件諮詢,協助評估較厚組織切片的製備及後續顯微觀察需求。
  • 塑膠切片諮詢與服務:提供組織固定、脫水、塑膠包埋與切片(厚度 1~10 微米)流程諮詢與服務,協助規劃組織形態觀察與染色分析。
  • 冷凍切片諮詢與服務:提供冷凍切片相關技術諮詢與切片服務,協助評估樣品準備、切片條件及後續分析需求。
  • 三維光學顯微影像:提供體積光學顯微影像(Volume Light Microscopy)相關諮詢與技術支援。

2. 三維電子顯微影像

  • 常溫體積電顯:具樹脂包埋與 OTO 染色樣品製備流程,提供影像擷取需求協調安排。
  • 冷凍體積電顯(小尺寸樣品 < 20 µm):具浸入式冷凍(plunge freezing)與高壓冷凍固定(high pressure freezing)樣品製備流程,並提供後續影像擷取與分析諮詢。
  • 冷凍體積電顯(大尺寸樣品 > 20 µm):具高壓冷凍固定(high pressure freezing)與冷凍原位微取樣電鏡技術之樣品製備與流程,並提供後續影像擷取與分析諮詢。
備註|聚焦離子束掃描式電子顯微鏡(常溫與冷凍 FIB-SEM)與體積電顯與斷層影像核心設施合作,運用 TF Hydra Bio 平台,提供常溫與冷凍條件下的樣品製備、三維電子顯微影像及相關技術諮詢。服務依專案需求討論安排。

3. 冷凍電子斷層掃描

提供 Cryo-ET 前端樣品製備與冷凍薄片製備相關諮詢與製備。目前已完成浸入式冷凍樣品與高壓冷凍格子夾心法製備流程建立;大尺寸樣品(> 20 µm)已完成高壓冷凍固定(high pressure freezing)與冷凍原位微取樣電鏡技術提取樣品製備與流程,冷凍薄片製備與影像擷取安排於體積電顯與斷層影像核心設施和冷凍電顯核心實驗室進行,並提供後續影像擷取與分析諮詢。

目前亦進行次斷層平均(subtomogram averaging)與原位分子三維重建(in situ molecular 3D reconstruction)技術建立。

4. 空間轉錄體分析

結合組織解剖評估與空間轉錄體技術,協助研究團隊規劃從冷凍切片至定序文庫製備的實驗流程,以及後續資料分析諮詢與協助。目前主要使用 10x Genomics Visium 系列套件。

  • 冷凍切片解剖評估:評估切片的組織構造與完整性,協助確認目標分析區域。
  • RNA 完整性評估:評估切片的 RNA 完整性檢測,與基因體學技術核心實驗室合作進行。
  • Visium 或 Visium HD 3′ 平台 mRNA 捕獲與定序文庫建構:與基因體學技術核心實驗室合作進行。

5. 原位滾環擴增標記

運用鎖式探針(padlock probe)與原位滾環擴增標記(in situ rolling circle amplification labeling),分析目標 RNA 在組織切片中的分布,並於細胞解析度下進行基因表現定量。

  • 目標 mRNA 原位標記與表現分析:協助規劃目標基因的原位偵測流程,分析其於不同組織區域與發育階段的表現分布。
  • 細胞層級基因表現定量:提供原位標記、影像擷取與訊號定量相關諮詢及技術支援,以細胞解析度評估目標 RNA 的表現。
  • miRNA 與 mRNA 同時偵測:依研究需求評估組織中 miRNA 與 mRNA 同時偵測的適用性,協助規劃單細胞層級的表現分析。

代表文獻

  1. Chi-Chih Wu, et al. Serial Cryosectioning for the Spatial Transcriptomics of Plant Tissues. Bio-protocol.(under review)
  2. Wye-Lup Kong, Chi-Chih Wu, Yi-Hua Chen, Jeng-Yi Li, Kai-Hsuan Ding, Yao-Ming Chang, Wen-Hsiung Li, and Mei-Yeh Jade Lu. Profiling maize embryonic leaf development and discovering new genes by high-resolution spatial long-read isoform sequencing. Nature Plants. 2026. https://doi.org/10.1038/s41477-026-02364-y
  3. Chi-Chih Wu, Ludvig Larsson, Kun-Ting Hsieh, Chun-Ping Yu, Yi-Hua Chen, Kai-Hsuan Ding, Ho-Chun Yang, Joakim Lundeberg, Chin-Min Kimmy Ho, Shu-Hsing Wu, Mei-Yeh Jade Lu, Wen-Hsiung Li. Serial spatial transcriptomes reveal regulatory transitions in maize leaf development. Plant Biotechnology Journal. 2025. https://doi.org/10.1111/pbi.70515
  4. Chi-Chih Wu, Kun-Ting Hsieh, Su-Ying Yeh, Yen-Ting Lu, Liang-Jwu Chen, Maurice S.B. Ku, and Wen-Hsiung Li. 2023. Simultaneous detection of miRNA and mRNA at the single-cell level in plant tissues. Plant Biotechnology Journal 21: 136–149. https://doi.org/10.1111/pbi.13931
  5. Chi-Chih Wu, Axel Klaesson, Julia Buskas, Petter Ranefall, Reza Mirazazdeh, Ola Söderberg, Jochen Wolf. 2019. In situ quantification of individual mRNA transcripts in melanocytes discloses gene regulation of relevance to speciation. Journal of Experimental Biology 222: jeb194431.

儀器使用與技術支援依專案需求討論安排,請先聯繫確認樣品條件與適用流程。

儀器設備

Leica CM1950 冷凍切片機
Leica CM1950 冷凍切片機 在低溫環境下製備冷凍組織切片,供組織形態觀察、染色及空間基因體切片製備等後續實驗使用。
Leica 自動旋轉式切片機
Leica 自動旋轉式切片機 用於包埋組織的薄切片製備,支援塑膠樣品的連續切片與組織學觀察。
MICROM 旋轉式切片機
MICROM 旋轉式切片機 用於石蠟包埋組織的日常切片,製備供組織染色與光學顯微觀察使用的薄切片。
MEDIM DDM-P103/30 旋轉式切片機
MEDIM DDM-P103/30 旋轉式切片機 用於石蠟包埋組織切片,支援組織構造觀察與相關樣品製備。
D.S.K. DTK-1000 振動切片機
D.S.K. DTK-1000 振動切片機 利用振動刀片製備較厚的組織切片,可依樣品特性評估不經石蠟包埋的切片方式,供後續染色與顯微觀察使用。