10X Genomics Visium空间转录组测序分析



在众多研究中,表达基因的细胞类型及其在组织内的位置信息对于理解正常发育和疾病病理至关重要。空间转录组(Spatial Transcriptomics)就是将基因的表达情况及位置信息与关注的组织切片的免疫化学染色图像进行整合,进而直接观测组织中不同部位功能区基因表达的差异。该技术结合了常规的原位技术和转录组学技术两方面的优势,以发现对正常发育、疾病病理学和临床转化研究的新见解。






技术原理图



10x Genomics空间转录组用于文库构建的每张载玻片上有四个捕获区域,每个捕获区域的大小为6.5×6.5mm,包含5000个被条形码标记的点(barcoded spots),每个点的直径为55 μm,点和点之间中心的距离为100 μm,并且每个点都有一个唯一的barcode序列。组织切片的细胞中会释放出mRNA,掉落到每个spot的mRNA会被标记上相应的barcode序列,然后进行文库构建并进行测序。最后,根据Read1中的Barcode序列信息以确定对应的Read2数据来自哪个spot,从而实现空间基因表达的可视化。












空间转录组实验流程






样本要求


● 冻存组织: 新鲜样本经液氮预冷的异戊烷速冻,-80℃保存


● OCT包埋组织: 新鲜组织异戊烷速冻后进行OCT包埋,或新鲜组织直接OCT包埋后-80℃速冻 注意标明样本方向,样本需要-80℃保存


● 注意事项:


● 1.样本处理和运输过程需处于低温环境。


● 2.如果样本量充足,需要准备两份,一份用于RNA质控和后续的正式切片实验;一份留作备用;


● 3.如果组织样本珍贵稀缺,可以酌情减少样本量。





应用领域






应用案例文章:


2020年1月,纽约大学Itai Yanai课题组在Nature Biotechnology期刊发表题为 Integrating microarray-based spatial tranomics and single-cell RNA-seq reveals tissue architecture in pancreatic ductal adenocarcinomas的文章。该文章研究原发性胰腺导管腺癌(PDAC),作者利用MIA(Multimodal intersection analysis)的分析方法,可以将空间转录组(ST)和scRNA-seq测序数据联合分析,实现两种技术的优势互补,达到在单细胞水平加细胞空间分布信息的全面而无偏向性的组织分析。文章中发现导管细胞、巨噬细胞、树突状细胞和癌细胞的亚群具有空间特异性的聚集;此外,还发现表达应激反应相关基因的炎性成纤维细胞和癌细胞的共定位。这种将scRNA-seq数据鉴定的细胞亚群特征映射回组织空间区域的方法,可以应用于揭示复杂组织中细胞间的相互作用。




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