空间转录组技术服务

提供商 ：上海云序生物

空间转录组学（Spatial Transcriptomics）是在二维平面上定位mRNA-seq数据的技术。常规的转录组测序可以揭示mRNA的表达信息，但无法获得准确定位；常规的染色显影技术可以揭示特定组织区域的分子特征，但不包含准确、完整的mRNA表达谱信息。为了弥补这个技术缺憾，在一次实验中同时获取RNA的表达信息和RNA的空间位置，空间转录组学的方法便应运而生。

在云序生物提供的空间转录组技术服务当中，透化和杂交步骤发生在芯片上的紧密排列的直径为10 μm的微球上，微球的表面覆盖了数以百万计的寡核苷酸序列探针，可以有效捕获样品中的mRNA，从而实现高分辨率、高灵敏性和高捕获率。不同的寡核苷酸序列拥有不同的“条形码”（Barcode）序列，以形成特定的位置定位信息。根据这些空间条形码序列，我们可以将mRNA测序结果回溯定位到特定的空间坐标上，从而实现对mRNA表达谱信息的准确空间定位。

 

空间转录组测序技术实验步骤

技术优势

• 适合多种组织类型

• 10μm实现精准单细胞分辨率

• 微球空间密度高，识别灵敏度更高

• 表面积更大，具有更高的探针密度，能够捕获更多的基因数

 

数据分析

通过空间转录组技术产生的数据，可以选择任何感兴趣的基因，并在原始组织切片上显示其空间分辨率的表达。由于检测到的基因数量庞大，因此并不局限于只对单一基因的mRNA进行可视化。您可以选择任意数量的基因进行任意组合，一起查看和分析。除此之外，您还能利用空间转录组测序数据进行以下研究：

1、通过分析同一组织切片的组织学特征和mRNA空间表达情况，可以发现新的组织生物标志物；

2、通过转录组分析，可以揭示新发现的细胞类型、细胞状态和生物标志物的空间排布；

3、阐明生物学结构，并了解正常组织和病理组织中细胞之间的空间关系等

 

如将空间转录组测序与单细胞测序结合，还能进行更深层的分析：

a.分析并了解基因表达的空间异质性

b.揭示细胞类型在空间组织中的分布特征

c.全面描述细胞的分子特征、生物功能、空间位置

d.探究单细胞分化发育轨迹和空间位置之间的关联

e.高精度的空间细胞类型注释、研究空间组织异质性和亚群分布

f.探究不同区域的细胞之间是否存在通讯，揭示细胞间通讯机制

..........

 

样品要求

云序生物推荐使用新鲜冷冻组织样品，需要满足以下几点要求：

1、样品份数：对于同一来源的样品，云序生物建议寄送3份，其中一份用于常规RNA提取质检，一份用于实际的空间转录组实验，一份留作备用；

2、样品量：组织样品尺寸6 mm × 6 mm，厚度约10 μm。请勿提供过大或过小的样品，因为样品过大将造成制片困难，无法在单一捕获区域中涵盖整个样品切片；样品过小将造成捕获区域的浪费，且可能导致常规RNA质检用量不足；

3、样本运输与保藏：因新鲜组织运送要求高，建议客户做到冷冻组织-OCT 包埋后干冰运输送样（具体操作可《参考云序生物单细胞测序&空间转录组测序样品预处理和运输指南》）。

 

数据分析：

1、SpaceRanger 分析（Spot识别与过滤）

分析第一步是Spot X 基因的表达矩阵，其中关键步骤之一是找出有组织覆盖区域的 Spot，确定哪些空间 Barcode/Spot 用于分析。Space Ranger 识别 Spot 的过程主要根据图像识别，但识别出的 Spot 可能存在部分低质量 Spot。在聚类等下游分析前，对 Spot 进行较为保守的过滤，只去掉明显的低质量 Spot。

 

2、聚类分析

3、细胞类型预测

 

4、Spot 标记基因及功能分析

 

 

 

高分案例1

期刊：Cell                   

影响因子：64.5           

发表时间：2024.1.4

文章题目：A TCF4-dependent gene regulatory network confers resistance to immunotherapy in melanoma

为了更好地理解免疫检查点阻断(ICB)的内在抗性，作者建立了治疗初期黑色素瘤生态系统的细胞结构的全面视图，并研究了其在ICB下的进化。利用单细胞、空间多组学，发现肿瘤微环境促进了复杂黑色素瘤转录组学景观的出现。黑色素瘤细胞具有间充质样(MES)状态，这是一种已知对靶向治疗产生耐药性的细胞，在早期治疗活检中，对ICB无反应的黑色素瘤细胞显著富集。TCF4是MES信号的主要调控因子，也是黑素细胞和抗原呈递转录程序的抑制因子，是这一景观的中心。通过使用溴抑制剂从基因或药物靶向TCF4，增加MES细胞对ICB和靶向治疗的免疫原性和敏感性。因此，本研究发现了一个依赖TCF4的调控网络，该网络协调了多个转录程序，并有助于黑色素瘤对靶向治疗和ICB的耐药性。

 

高分案例2

期刊：Cell Metabolism         

影响因子：29             

发表时间：2024.2.6

文章题目：Region-specific transcriptomic responses to obesity and diabetes in macaque hypothalamus

下丘脑在肥胖和糖尿病的发展中起着至关重要的作用。然而，其结构复杂性和细胞异质性阻碍了靶向治疗。本篇文章，作者分析了肥胖和散发性2型糖尿病猕猴下丘脑的单细胞和空间转录组，揭示了灵长类特有的集群和基因分布以及空间区域、细胞类型和基因特征特异性变化。结果发现，小窝核(INF)和室旁核(PVN)最容易受到代谢紊乱的影响，其中PVN对糖尿病更敏感。在INF中，肥胖导致突触可塑性和能量感知能力降低，而糖尿病涉及与单细胞屏障受损、小胶质细胞激活和神经元炎症反应相关的分子重编程。在糖尿病猕猴的PVN中，细胞代谢和神经活动受到抑制。空间转录组学数据显示糖尿病患者的小胶质细胞更倾向于薄壁组织而不是第三脑室。该研究为肥胖和糖尿病相关的分子变化提供了一个全面的视角。