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空间转录组--2020年年度技术学习摘引笔记

空间转录组--2020年年度技术学习摘引笔记

作者: xuwenpku | 来源:发表于2021-01-15 10:23 被阅读0次

    1. 什么是空间转录组

      空间转录组是一种用于从空间层面上解析RNA-seq数据的技术,从而解析单个组织切片中不同空间位置上的mRNA的表达信息。
      与单细胞RNA测序或组织样本RNA测序相比,通过空间转录组技术可获取组织中具体位置的转录信息,为研究提供有效数据支撑。

    2.技术发展

      现有的空间转录组技术主要分为两类:一类是基于杂交和成像的方法,例如smFISH,Branched FISH;另一类是基于测序的方法,包括TIVA,ISS,FISSEQ等。smFISH,Branched FISH等靶向方法在分析的细胞数量和检测靶点的数量上都受到限制。而上述基于测序的方法虽然是可作为非靶向的筛选手段,但能够分析的细胞数量仍处在较低水平。
      中国科学院上海生命科学研究院利用一种称为Geo-seq的技术,整合激光显微切割技术和微量RNA-seq技术,重建了小鼠不同发育时期的三维空间转录组图谱。其实该技术的第一篇文章发表于2016年,绘制了小鼠早期胚胎原肠运动中期(E7.0 late mid-streak stage)精细的三维分子图谱,揭示了小鼠细胞谱系建立过程中的空间转录组特征、转录因子和信号通路调控网络。然而该技术的工作量十分巨大,首先需要将胚胎进行连续切片,之后再利用LCM将每一个切片分成4~6个区域,每个区域的微量组织再分别进行RNA抽提,微量RNA扩增、建库和测序的流程。
      2016年,另一项发表在Science上的工作,则利用基因芯片技术将位置信息保留在芯片上,再利用二代测序技术对组织中的RNA进行测序,从而生成了组织切片上完整的基因表达图像

    3.基本原理

      当组织冷冻切片附在空间转录组载片上时,条形码引物结合并从组织中捕获邻近的mRNA。被捕获的mRNA开始逆转录,得到的cDNA中包含了空间条形码。

    技术原理图

    4. 应用

      10x Genomics空间转录组技术可以应用于肿瘤、免疫、发育、神经和病理等研究方向。
    已经测试完毕的组织类型有:
    :心脏、肾脏、卵巢、乳房、淋巴结、大脑、大肠、肺、脾脏
    小鼠:大脑、眼睛、心脏、肾脏、大肠、肝脏、肺、卵巢、四头肌、小肠、脾脏、胃、睾丸、甲状腺、舌头
    大鼠:大脑、肾脏、心脏

    5. 参考资料

    1. https://zhuanlan.zhihu.com/p/101370236?utm_source=wechat_session

    2. https://www.sohu.com/a/369792095_464200

    3. 生物通文章《《Nature Methods》2020年度技术:空间转录组学》

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