Hi-Plex CUT&Tag

Hi-Plex CUT&Tag服务简介

表观遗传调控是基因时空特异性表达的核心机制，随着研究深入，学界愈发认识到：复杂的生物学过程往往由多个表观因子协同调控，而非单一靶标独立作用。传统单靶标 CUT&Tag 技术可实现高精度的染色质结合位点定位，但在解析组蛋白修饰串扰、多因子共定位、转录因子 - 染色质协同调控等问题时，需分批开展多轮实验，不仅样本消耗大、实验周期长，还易引入批次差异，且共定位关系依赖后期复杂的 peak 重叠计算，难以还原同一样本内的真实调控状态。

景杰生物全新推出Hi-Plex CUT&Tag（简称 HCT）多靶标表观遗传检测服务，是革新一代的染色质靶向检测技术【1】。该技术通过带条形码标记的抗体体系，可在同一实验中同步检测 3–30 个染色质靶标，全面覆盖经典组蛋白修饰、新型酰化修饰、转录因子及染色质调控蛋白等研究对象。技术既可输出高质量的单靶标基因组定位数据，更能通过 Heterotone 信号直接捕获多靶标的原位共定位关系，为解析复杂表观调控网络、鉴定顺式调控元件、揭示细胞状态转换机制提供高效、可靠的技术支撑。

本服务提供从靶标 Panel 定制设计、样本质量评估、实验检测到生信深度解析的一站式解决方案，样本起始量低、数据质量稳定，尤其适配珍贵临床样本、稀有细胞样本等难以多轮取样的研究场景，助力研究者高效构建多靶标表观调控研究体系。

技术原理

Hi-Plex CUT&Tag 在传统 CUT&Tag 技术的核心基础上，引入多抗体条形码标记体系，实现单反应体系内的多靶标同步检测。不同靶标的一抗经特异性条形码接头标记后，在同一样本中特异性识别各自的染色质结合位点；随后 Tn5 转座酶在靶标结合区域附近完成 DNA 片段化与接头插入，经高通量测序后，通过生信算法区分不同条形码对应的信号。最终输出两类核心信息：

图1  HCT与CUT&Tag技术流程对比

两类核心信号模式

· Homotone（同靶标信号）：DNA 片段两端的条形码来自同一靶标抗体，对应单个靶标自身的基因组结合位点，可用于分析单一组蛋白修饰或转录因子的全基因组分布模式，与传统单靶标 CUT&Tag 输出结果一致。

· Heterotone（跨靶标信号）：DNA 片段两端的条形码来自不同靶标抗体，代表两个靶标在同一染色质区域原位共定位，可直接解析多因子的协同调控关系，无需依赖后期生物信息学重叠分析间接推测，更贴近真实的染色质调控状态。

技术优势

1. 高通量并行检测，大幅提升研究效率

单次实验可同步完成 3–30 个表观靶标的检测，无需分批开展多轮单靶标实验，显著缩短研究周期，降低时间与人力成本，适配多靶标筛选与系统调控网络研究需求。

2. 原位共定位解析，还原真实调控状态

通过 Heterotone 信号直接捕获单分子水平的靶标共定位信息，突破传统技术依赖后期 peak 重叠推测共定位的局限，更真实地反映染色质上多因子协同调控的原位状态，支撑开创性的调控机制研究。

3. 低样本起始量，适配珍贵研究材料

仅需约 10 万起始细胞即可完成 30 靶标的全景表观分析，大幅降低样本消耗量，尤其适配临床活检样本、稀有分化细胞、类器官等难以多轮重复取样的珍贵研究材料。

4. 稳定高质量输出，数据对标金标准

技术体系经过多轮内测验证，单靶标检测结果与 ENCODE 公开 金标准数据集高度吻合，重复性、灵敏度、信噪比等核心指标表现优异，数据质量可靠。

5. 全流程定制服务，助力课题深度落地

提供从靶标 Panel 设计、实验方案优化到生信深度解读的一站式服务，可对接蛋白组学、修饰组学等多组学研究结果，为课题提供从筛选到机制验证的完整解决方案。

内测数据与技术稳定性

景杰生物通过多轮五靶标、十靶标内测项目，从重复性、灵敏度、信噪比、准确性等多个维度验证了 Hi-Plex CUT&Tag 技术的稳定性与可靠性，核心数据表现如下：

高重复性：生物学重复相关系数≥0.95
内测各靶标在生物学重复样本中的 Homotone 信号高度一致，Pearson 相关系数可达 0.95 以上；激活型修饰与抑制型修饰之间区分显著，同类功能靶标相关性较高，充分证明技术体系的稳定性与可重复性。

高灵敏度：单靶标 Peak 数中位数超 2.5 万
多轮内测中，各靶标均可检出充足的基因组结合峰，单靶标 Peak 数中位数超过 25,000 个，对低丰度修饰、转录因子等靶点也具备优异的检出能力，技术灵敏度表现突出。

高信噪比：FRiP 值稳定≥15%
FRiP 是衡量/CUT&Tag技术信噪比的核心指标，ENCODE对合格的经验阈值划定为1%。景杰生物 HCT 内测数据中，各靶标 FRiP 值中位数高于 15%，远高于行业标准，说明技术在多靶标体系下仍保持极低的背景噪音与极高的信号特异性。

图2 景杰生物内侧数据多维度验证技术稳定性

高准确性：与 ENCODE 公共数据集高度吻合
将十靶标 HCT 的 Homotone 检测结果与 ENCODE Reference Epigenome ()公开的 数据集进行 IGV 可视化比对，结果显示 H3K27ac、H3K27me3、H3K4me3、H3K9me3 等经典表观标记的 peak 位置、信号强度及全基因组分布趋势均与公开金标准数据高度一致，佐证单靶标检测结果的准确性。

图3 景杰生物十靶标HCT homotone数据与ENCODE公共数据集IGV比对验证

生物学一致性：内测已有研究高度匹配
在 HeLa 细胞巴豆酸处理的五靶标内测项目中，HCT 不仅准确检出 H3K27cr 修饰的整体上调趋势（与 WB 验证结果一致），还通过 Heterotone 信号解析了 H3K27cr 与经典激活型修饰（如H3K27ac） / 抑制型修饰（如H3K27me3）的原位共定位模式。所得生物学已发表研究高度吻合【2】：不同于领域内 “组蛋白巴豆酰化（Kcr）普遍发挥转录激活作用” 的传统认知，该研究证实 H3K27cr 可代表一种全新、独立的可逆转录抑制染色质状态，充分验证了 HCT 技术在解析新型修饰功能、挖掘生物学新机制方面的可靠解释能力。

图4 景杰生物十靶标HCT数据验证H3K27cr修饰上调趋势与预期相符

应用领域

Hi-Plex CUT&Tag 技术可高效解析多靶标表观调控的组合模式，广泛适用于生命科学各研究领域：

表观调控基础研究

可用于组蛋白修饰串扰机制、新型酰化修饰功能解析、顺式调控元件（启动子、增强子、绝缘子等）鉴定、染色质状态转换、转录因子与组蛋白协同调控等研究，从多维度系统解析表观调控网络。

肿瘤与临床研究

适配肿瘤发生发展机制、疾病诊断与预后分层、药物敏感与耐药表观机制、肿瘤免疫微环境调控等研究方向，可利用有限的临床样本同步解析多靶标变化，挖掘疾病相关的表观调控组合标志物。

发育与细胞命运研究

适用于胚胎发育时序、干细胞分化、细胞重编程、谱系决定等研究，可同步捕捉细胞状态转换过程中多个表观标记的动态重塑，揭示二价染色质、增强子激活等关键调控事件的变化规律【3-4】。

免疫代谢与药物研究

可应用于炎症免疫应答、代谢重编程、衰老调控、候选药物表观机制筛选等研究，高效解析处理因素诱导的多靶标表观变化，快速锁定核心调控组合与关键通路。

多组学机制闭环研究

可作为蛋白组学、修饰组学筛选后的下游机制验证工具，承接组学筛选得到的多个候选靶点，快速明确其基因组定位、调控元件与协同关系，助力研究从差异筛选快速走向机制闭环，提升文章深度。

植物与农业研究

可用于植物逆境胁迫响应、昼夜节律调控、作物农艺性状改良、病原互作等研究方向，解析植物生长发育与环境应答过程中的表观调控网络。

参考文献

[1] Liao et al. 2025. Global Mapping of Combinatorial Chromatin Regulatory Events Using Hi-Plex CUT&Tag. bioRxiv.

[2] Liu Y, et al. 2023. Histone H3 lysine 27 crotonylation mediates gene transcriptional repression in chromatin.Molecular Cell.

[3] Bernstein BE, et al. 2006. A bivalent chromatin structure marks key developmental genes in embryonic stem cells. Cell.

[4] Zhou Y, et al. 2025. Composite transposons with bivalent histone marks function as RNA-dependent enhancers in cell fate regulation. Cell.