空间转录组测序高通量测序服务
Spatial RNA-seq
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为了理解发育和疾病发生机制,研究人员需要揭示复杂的多细胞组织的结构以及细胞内的分子表达情况。常用的转录组学研究方法会将组织均质化并分析组织细胞中 mRNA 的平均基因表达。但生物体的内环境相对复杂,这一研究过程会不可避免的丢失组织中细胞所处的原始位置信息,也导致了细胞间的通讯网络被打破,这使我们难以获得组织中不同区域的细胞构成和基因表达状态,以及不同功能区之间的基因差异表达等信息。
新的空间转录组方法不仅带来转录组信息,同时还提供空间信息,帮助研究者更好辨别转录的位置,有助于更好的理解人类的生理状态,发育调节以及疾病形成原因。其以强大的原位、高通量和精准的空间遗传表达信息表征能力逐渐成为生命科学领域的大热门领域之一。从 2020 年到 2022 年,空间转录组学相关技术连续三年被 Nature Methods 评为年度技术。
Spatial RNA-seq
10x Genomics Visium空间转录组是基于完整的组织切片而进行的基因表达的无偏检测。该技术通过对置于载玻片上特定捕获区域内的冰冻切片进行H&E染色和拍照保留了样本的组织形态学信息,然后通过对同一样本的通透化处理,使得样本的RNA得以释放,与捕获区域内的寡核苷酸探针杂交,使得不同位点(spot)样本被spatial barcode标记。
对组织切片成像后,可使用 Visium 空间基因表达试剂盒捕获新鲜冷冻或 FFPE 组织的转录本。Visium 空间基因表达玻片有四个正方形区域或捕获区域,每个玻片最多可运行四个组织切片。每个捕获区域有数千个条形码位点,包含数百万个捕获寡核苷酸,每个位点都有唯一的空间条形码。
在文库制备期间,每个捕获区域还会获得一个样本条形码,以便在一次测序运行中,可以混合来自不同捕获区域的多个文库。
除了10xVisium,我们还有10x Xenium原位分析,以及10x CytAssist,Visium HD空间转录组,还有德运康瑞DynaSpatial空间转录组。详细资料请打电话咨询。
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2022年来,空间转录组测序技术和单细胞测序技术联合,克服了传统的高通量测序方法丧失组织空间位置信息的重大缺陷,同时保留了单细胞的精度,被广泛应用在组织微环境的解析、细胞间通讯分析、空间邻域关系分析以及细胞谱系发育过程解析中。2020年,美国斯坦福大学的 Paul A. Khavari 团队在 Cell 上发表题为Multimodal Analysis of Composition and Spatial Architecture in Human Squamous Cell Carcinoma 的研究论文。该研究利用单细胞测序联合空间转录组测序的方法,同时结合了多重离子束成像(Multiplexed ion beam imaging, MIBI)和CRISPR筛选技术,探究了皮肤鳞状细胞癌(cSCC)的细胞组成和结构,同时通过聚类分析以及配体-受体网络映射到特定的细胞类型,发现了一个新的细胞亚型,并命名为肿瘤特异性角化细胞(TSK),并发现该细胞类型在细胞通讯中发挥枢纽作用。除此之外,研究人员在微环境中观察到免疫抑制反应,包括调节性T细胞与CD8+T细胞在间质成分中的共定位。为皮肤鳞状细胞癌治疗提供了新思路。
为了在单细胞分辨率下解剖TME的空间组织,对6名患者进行了跨越18个视野(FOV)的MIBI检查,涵盖了肿瘤前缘。分割38个肿瘤和基质/免疫蛋白标记物的图像,以识别所有FOV中的55,832个细胞。聚类分类了与scRNA-seq细胞类型相似的主要细胞类型。基质和免疫组成在肿瘤内和肿瘤间是可变的,因为12/17 FOV并不一致地按患者聚类。
尽管存在相当大的区域异质性,但更深入的分析揭示了CD8 T细胞、Tregs、巨噬细胞和CD4 T细胞的高度相关性;CD8 T细胞和Tregs尤其相关(r~0.72)。次级淋巴器官中的Treg和效应细胞的接近性影响免疫抑制功能,同样,我们在5/12 FOV中观察到Treg和CD8 T细胞之间的共定位,具有足够数量的细胞用于Treg和CD8 T细胞之间距离的系统分析。虽然CD4 T细胞和巨噬细胞在丰度上也与Tregs相关,但与CD8 T细胞相比,它们在不同的FOV中与Tregs共定位。成纤维细胞、巨噬细胞和Treg在肿瘤-基质边界最丰富,而CD8 T细胞和中性粒细胞在很大程度上被排除在肿瘤之外,这表明Treg定位可能阻止效应淋巴细胞接近肿瘤。B细胞已被证明介导免疫抑制或抗肿瘤活性,是唯一表现出优先浸润的细胞类型。