天津?qū)嵙臻g轉(zhuǎn)錄組

如果只是通過空間轉(zhuǎn)錄組或者單細胞轉(zhuǎn)錄組，研究人員在兩個樣本中均可以發(fā)現(xiàn)淋巴細胞相關(guān)基因或者淋巴細胞群，無法解釋兩個樣本預后之間的差異。但是通過空間轉(zhuǎn)錄組，就能很清晰看到兩個樣本之間的差異。作者借助空間轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)探究人類心臟在發(fā)育過程中的基因表達特征和細胞圖譜變化，發(fā)現(xiàn)對于每個發(fā)育階段的不同解剖區(qū)域，都有獨特的基因表達特征。結(jié)合單細胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)，作者進一步確定和豐富了胚胎心臟基因表達的空間注釋信息。 正是由于空間轉(zhuǎn)錄組可以從多維度解析生物學過程的特點得到蓬勃發(fā)展。天津?qū)嵙臻g轉(zhuǎn)錄組

空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析的是根據(jù)每個芯片上每個 spot 的基因表達信息進行聚類，然后將 spot 根據(jù)坐標位置序列放回到組織的圖像上，同時可以對每個 gene 在組織上表達的空間位置進行定位。獲得測序數(shù)據(jù)后，首先利用 Space Ranger  軟件可以自動化的對圖像進行處理、數(shù)據(jù)比對和 Barcode 處理。另外一個軟件 Loupe Cell Browser 是一個適用于 Windows 和 MacOS 的桌面應用程序，它可以快速、輕松地可視化和分析10X Visium 數(shù)據(jù)。歐易生物具有上百例空間轉(zhuǎn)錄組項目執(zhí)行經(jīng)驗，致力通過質(zhì)量的服務，助力各位科研工作者取得新的突破。北京發(fā)展空間轉(zhuǎn)錄組10x Genomics公司宣布了新一代FFPE空間轉(zhuǎn)錄組商業(yè)化解決方案。

空間轉(zhuǎn)錄組是在組織原位檢測基因表達的一種技術(shù)，與bulk RNA-seq或單細胞轉(zhuǎn)錄組測序相比，空間轉(zhuǎn)錄組避免了組織中細胞位置信息的丟失，使得我們在檢測基因表達的同時獲得基因在組織內(nèi)部的空間位置信息。正是由于空間轉(zhuǎn)錄組可以從多維度解析生物學過程的特點，近年來關(guān)于空間轉(zhuǎn)錄組無論是在技術(shù)開發(fā)，還是大規(guī)模應用或商業(yè)化，都得到蓬勃發(fā)展。例如2019年4月，Science發(fā)文通過空間轉(zhuǎn)錄組揭示ALS（肌萎縮側(cè)索硬化癥，又稱漸凍癥）分子病理的時空動態(tài)；2019年8月，Nature在線發(fā)表了景乃禾團隊解析小鼠早期胚胎細胞的時空表達數(shù)據(jù)；2020年9月，Cell上發(fā)表了一篇利用空間轉(zhuǎn)錄組解析人鱗狀細胞*的文章；2021年1月，Science發(fā)表了將組織擴展和原位RNA測序結(jié)合起來的新型空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)ExSeq；2021年4月，10x Genomics公司宣布了新一代FFPE空間轉(zhuǎn)錄組商業(yè)化解決方案。

美國腦計劃啟動的 BICCN 項目，該項目將整合不同類型細胞的分子、解剖學和生理學特性，創(chuàng)建小鼠腦細胞 3D 參考圖譜，同時也將基于人類和非人類靈長類腦組織樣本，繪制腦細胞參考圖譜 ，其涉及空間轉(zhuǎn)錄組學技術(shù)主要包括 MERFISH 和 seqFISH。一些實現(xiàn)空間轉(zhuǎn)錄組學的重要技術(shù)，可以追溯到二十世紀七十年代，長期以來，各種形式的原位雜交技術(shù)（ISH）已用于可視化空間中的基因表達。從技術(shù)原理中不難看出，空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)重要為特殊的載玻片?？臻g轉(zhuǎn)錄組的組學板塊包括cDNA的合成、擴增、接頭連接和測序，記錄切片的轉(zhuǎn)錄本信息和空間位置信息 。

廣義上來說，目前一共有4種解析“空間性轉(zhuǎn)錄組”的策略：2.第一種是利用計算機算法，根據(jù)單細胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)來模擬重構(gòu)組織的空間形態(tài)。例如Seurat，這是一個在單細胞數(shù)據(jù)分析中***用到的R包，我們可以利用scRNA-seq數(shù)據(jù)，加上對markegene進行原位測序的結(jié)果來重構(gòu)組織的空間信息。3.第二種，激光顯微切割+二代測序（LCM+NGS）。這種技術(shù)對儀器和實驗人員的操作要求較高，而且獲取的通量也比較低，如果組織非常珍貴或者研究的內(nèi)容十分精細，可以考慮這個。但是這種策略比較難被官方干運用。4.第三種策略，就是基于高分辨圖像的原位測序。**經(jīng)典的是smFISH當然，這種方法的通量比較低。當然隨著技術(shù)的發(fā)現(xiàn)，剛發(fā)布的FISH-seq技術(shù)通過多輪雜交的方式，已經(jīng)把測序通量提高到了10000+個轉(zhuǎn)錄本。5.***就是“基于空間條形碼（spatialbarcodes）的空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)。本文主要討論的也就是這種技術(shù)。后面主要討論的都是基于這種策略。 細胞通訊是單細胞研究中一個模擬與理解復雜組織生態(tài)系統(tǒng)動力學的適用方法。重慶空間轉(zhuǎn)錄組有什么用

許多當前時代空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)的基礎(chǔ)都是在自七十年代以來的幾十年間建立的。天津?qū)嵙臻g轉(zhuǎn)錄組

人類細胞圖譜項目的主要目標之一是描述所有細胞類型的空間關(guān)系。同時基于表達特征對多種細胞類型進行空間映射，有助于研究不同細胞類型之間的相互作用。已經(jīng)發(fā)展了一些策略來檢測單細胞分辨率的空間基因表達譜，如Slide-seq、seqFISH或MERFISH。為了更有效地為研究群體探索空間基因表達數(shù)據(jù)，我們構(gòu)建了SpatialDB數(shù)據(jù)庫用于空間解析的轉(zhuǎn)錄組。

人類細胞圖譜項目極大地推動了單細胞水平的生命科學研究?？臻g轉(zhuǎn)錄組學技術(shù)的發(fā)展和空間基因表達數(shù)據(jù)的快速積累是未來的發(fā)展趨勢。我們將繼續(xù)收集新的技術(shù)和數(shù)據(jù)集來更新SpatialDB。此外，我們將整合更多的工具和數(shù)據(jù)源來分析數(shù)據(jù). 天津?qū)嵙臻g轉(zhuǎn)錄組

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