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生命科学的新晋“顶流”——空间转录组学

2023-03-13 09:25 作者:博奥晶典科研服务  | 我要投稿

空间转录组(Spatial Transcriptomics)是一种以空间的维度分析和描述特定细胞类型的表达谱,来了解器官、组织和病理状态之间的表达差异的技术,它能够解析组织在不同空间位置的转录本情况。空间转录组技术结合常规的单细胞测序技术、原位技术和其他组学技术,可实现细胞异质性研究,并定位到组织的空间位置,为疾病研究提供更精准的研究方向,对深入理解疾病致病机理以及靶向治疗具有重要意义。

作为近年非常活跃的组学技术, 空间转录组一经推出立即“引爆”了科研学术界,在 2020 年被 Nature Methods 评为了年度技术,同时在2022 年再次被评为值得关注的7大年度技术之一。毫无疑问,空间转录组测序成为了继单细胞测序技术之后的另一个生物技术研究热点。



根据统计,从 2018 年至 2022 年,空间组学方向共发表 655 篇论文。尤其是从 2020年 开始,空间组学文章数量呈爆发式增长,主要的研究热点在肿瘤、神经科学及病理研究领域。在 2020年,空间“Visium”一词第一次出现在 Cell 这类顶级期刊上,表明空间转录组技术正式迈上新的里程碑。



图1 10x Visium 空间转录组发文情况概览


包括10x Genomics 在内的技术服务公司在近两年不断更新新技术,推出新仪器,发表文章的数量也是逐年增长。目前应用10x Visium空间转录组技术发表的高分文章累计170+篇(数据来源为10x官方网站统计),包含了新鲜冷冻组织(FF)和石蜡包埋组织(FFPE)两类样本类型,物种涵盖了人、鼠及其他动植物。

博奥晶典已推出 10x Genomics 的 3 种空间组学解决方案,可满足几乎所有物种的新鲜冷冻组织(FF)、人和小鼠的石蜡包埋组织(FFPE)完成空间转录组实验。

10x Visium FF空间转录组

它对于物种选择基本没有限制,需要对新鲜冷冻的组织切片进行成像,并将其放置在包含与 RNA 结合的捕获探针的阵列上。将组织固定并透化以释放 RNA,使其与相邻的捕获探针结合,从而捕获基因表达信息。然后以捕获的 RNA 为模板反转录合成 cDNA,制备文库。最后对文库进行测序,对下机数据进行可视化分析,以确定基因在空间上的表达量。


图2 10x Visium FF 空间转录组技术流程

10x Visium FFPE空间转录组

它可以解决实验室中经福尔马林固定和石蜡包埋的人、鼠的石蜡块样本,针对特定基因,设计成对探针与其靶标杂交,组织被渗透后,释放连接的探针对,结合捕获载玻片上的探针,以此捕获基因表达信息,从而获得空间转录组情况。


图3 10x Visium FFPE 空间转录组技术流程

10x Visium CytAssist FFPE空间转录组

它在原有的 10x Visium FFPE 空间转录组基础上做了试剂/探针升级,针对人的 90% 低表达基因设计了三对探针,提高了基因检出率;样本类型可兼容石蜡块和已经贴好的石蜡切片,极大地丰富了样本选择。同时,对于 10x Visium FFPE 空间转录组不能解决的样本问题:如珍贵样本已经贴在普通玻片上,无法转移;切片面积大于捕获面积,希望只针对感兴趣的区域进行研究;病理科石蜡样本不允许带出医院;重要的石蜡样本保存时间太久,质检不合格;研究需要更大的切片面积等,都能应用 CytAssist 仪器完成。


图4 10x Visium CytAssist FFPE 空间转录组技术流程

END

目前博奥晶典已支持发表 8 篇空间组学文章,其中包括国内首篇 10x 空间转录组学高分文章(点击查看)。作为 10x Genomics 公司在国内的最大服务商,博奥晶典将持续深耕空间组学领域,致力为科研工作者提供更全面,更优质的空间组学服务。欢迎各位老师留言咨询!



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