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(shù)據(jù)的技術，實現(xiàn)解析單個組織切片中的所有mRNA，從而能夠定位和區(qū)分功能基因在特定組織區(qū)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)育等領域，有著令人期待的應用前景。

空間轉錄組技術原理：

文獻一：

空間轉錄組解析阿爾茨海默癥（AD）相關腦組織功能區(qū)

研究背景

隨著NGS技術飛速發(fā)展，已發(fā)現(xiàn)阿爾茨海默癥患者（AD）的小膠質細胞對β-淀粉樣蛋白（Aβ）斑塊表現(xiàn)出典型的活化反應。神經(jīng)元、星形膠質細胞和少突膠質細胞比小膠質細胞更難分離，雖然可以選擇單細胞核測序，但會丟失細胞質mRNA和大部分空間信息。而空間轉錄組可以解決這一問題，它的空間標簽可以標記分子的空間位置，無偏地分析組織上的基因信息。目前對于AD患者淀粉樣斑塊中發(fā)生的分子變化知之甚少，本研究旨在通過空間轉錄組測序技術來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(qū)域進行研究，發(fā)現(xiàn)了斑塊誘導的基因（PIGs）注釋到氧化應激和炎癥等相關通路上。此外通過對小鼠和人腦切片進行原位測序（ISS），證實了基因的變化。因此，空間轉錄組測序為探究AD相關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風濕性關節(jié)炎（RA）和脊柱關節(jié)炎（SpA）滑膜組織功能區(qū)域

研究背景

類風濕性關節(jié)炎（RA）和脊椎關節(jié)炎（SpA）是常見的慢性炎癥性疾病，其特征是關節(jié)發(fā)炎，兩種疾病中炎癥關節(jié)的特征是白細胞浸潤以及間充質細胞的局部增殖。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性，因此免疫組化（IHC）是活檢研究的changyong方法。然而，近年來轉錄組學已發(fā)展成為研究混合成分細胞調節(jié)分子途徑的一種更常見的方法，特別是單細胞轉錄組，這些方法雖然獲得的信息量大，但主要集中在來自同質化組織或單細胞懸浮液的細胞，并沒有揭示疾病病灶的空間信息。

研究方法

材料：類風濕性關節(jié)炎（RA）和脊柱關節(jié)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。同時本研究還利用Xcell軟件對細胞類型進行鑒定，展現(xiàn)了空間組織區(qū)域細胞的類型。

 

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）的時空順序

研究背景

肌萎縮性側索硬化癥（ALS）是一種進行性神經(jīng)退行性疾病，由運動神經(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(xiàn)，然后逐漸擴散到全身，最終導致全身癱瘓。前期研究證明運動神經(jīng)元和膠質細胞之間的信號傳遞障礙是該疾病的一個關鍵因素，但是在完整的脊髓組織中驅動這些過程的分子事件的時空順序仍然不清楚。

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詳細解釋了多種脊髓區(qū)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(shù)據(jù)的時空特性也為調節(jié)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