空間轉錄組在疾病中的應用

空間轉錄組在疾病中的應用

百邁客空間轉錄組測序

空間轉錄組（ST）是以高空間分辨率解析RNA-seq數據的技術(shù)，實(shí)現解析單個(gè)組織切片中的所有mRNA，從而能夠定位和區分功能基因在特定組織區域內的活躍表達信息，對于癌癥、免疫、腫瘤免疫相互作用，組織微環(huán)境，神經(jīng)和發(fā)育等領(lǐng)域，有著(zhù)令人期待的應用前景。

空間轉錄組技術(shù)原理：

文獻一：

空間轉錄組解析阿爾茨海默癥（AD）相關(guān)腦組織功能區

研究背景

隨著(zhù)NGS技術(shù)飛速發(fā)展，已發(fā)現阿爾茨海默癥患者（AD）的小膠質(zhì)細胞對β-淀粉樣蛋白（Aβ）斑塊表現出典型的活化反應。神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞比小膠質(zhì)細胞更難分離，雖然可以選擇單細胞核測序，但會(huì )丟失細胞質(zhì)mRNA和大部分空間信息。而空間轉錄組可以解決這一問(wèn)題，它的空間標簽可以標記分子的空間位置，無(wú)偏地分析組織上的基因信息。目前對于A(yíng)D患者淀粉樣斑塊中發(fā)生的分子變化知之甚少，本研究旨在通過(guò)空間轉錄組測序技術(shù)來(lái)解析淀粉樣蛋白斑塊的分子變化情況。

研究方法

材料：腦組織樣本

人：AD晚期和正常對照，女性（75歲左右）

小鼠：AppNL-G-F KI和C57BL/6J，雄性

方法：空間轉錄組測序、原位測序

研究結論

本研究利用空間轉錄組對AD小鼠模型中淀粉樣斑塊組織區域進(jìn)行研究，發(fā)現了斑塊誘導的基因（PIGs）注釋到氧化應激和炎癥等相關(guān)通路上。此外通過(guò)對小鼠和人腦切片進(jìn)行原位測序（ISS），證實(shí)了基因的變化。因此，空間轉錄組測序為探究AD相關(guān)腦部組織致病特征提供了可能。

原文鏈接：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/32702314

文獻二：

空間轉錄組測序解析類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎（RA）和脊柱關(guān)節炎（SpA）滑膜組織功能區域

研究背景

類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎（RA）和脊椎關(guān)節炎（SpA）是常見(jiàn)的慢性炎癥性疾病，其特征是關(guān)節發(fā)炎，兩種疾病中炎癥關(guān)節的特征是白細胞浸潤以及間充質(zhì)細胞的局部增殖。臨床上，RA和SpA被認為是復雜的自身免疫性疾病。目前對炎癥通路的理解主要基于對滑液和滑膜活檢材料的研究，但它們都顯示出高度的細胞組成異質(zhì)性，因此免疫組化（IHC）是活檢研究的changyong方法。然而，近年來(lái)轉錄組學(xué)已發(fā)展成為研究混合成分細胞調節分子途徑的一種更常見(jiàn)的方法，特別是單細胞轉錄組，這些方法雖然獲得的信息量大，但主要集中在來(lái)自同質(zhì)化組織或單細胞懸浮液的細胞，并沒(méi)有揭示疾病病灶的空間信息。

研究方法

材料：類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎（RA）和脊柱關(guān)節炎（SpA）各3位患者的髖部或膝蓋處的滑膜組織

方法：空間轉錄組測序

研究結論

本研究利用空間轉錄組技術(shù)揭示了在RA中，適應性免疫反應與T-B細胞相互作用，而在SpA中，適應性免疫反應與組織修復功能相關(guān)。同時(shí)本研究還利用Xcell軟件對細胞類(lèi)型進(jìn)行鑒定，展現了空間組織區域細胞的類(lèi)型。

 

原文鏈接：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/31831833

文獻三：

空間轉錄組測序解析肌萎縮性側索硬化癥（ALS）的時(shí)空順序

研究背景

肌萎縮性側索硬化癥（ALS）是一種進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病，由運動(dòng)神經(jīng)元變性導致骨骼肌失去神經(jīng)支配而引起的，其癥狀先在單肢的遠端肌肉中表現，然后逐漸擴散到全身，最終導致全身癱瘓。前期研究證明運動(dòng)神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞之間的信號傳遞障礙是該疾病的一個(gè)關(guān)鍵因素，但是在完整的脊髓組織中驅動(dòng)這些過(guò)程的分子事件的時(shí)空順序仍然不清楚。

研究方法

材料：脊髓組織

小鼠：SOD1-G93A（ALS），SOD1-WT（對照），Atg7 cKO（敲除Atg7基因），n=6

人：3例球狀癥狀的ALS患者，4例下肢癥狀的ALS患者

方法：空間轉錄組測序、免疫熒光染色

研究結論

本研究利用空間轉錄組技術(shù)詳細解釋了多種脊髓區域和疾病階段中鞘脂信號的傳導途徑，為選擇治療方法提供可能。此外，本研究結果數據的時(shí)空特性也為調節該通路活性的潛在治療策略提供了基礎，具有深遠意義。

原文鏈接：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/30948552

空間轉錄組在疾病中的研究思路