單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)的如火如荼,伴隨著空間轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)的蓬勃發(fā)展,可以看到,在現(xiàn)有的高通量檢測技術(shù)領(lǐng)域,這兩種技術(shù)已為科學(xué)研究的發(fā)展提供了前所未有的技術(shù)支撐。從2019年單細(xì)胞多組學(xué)被評為《Nature Methods》年度技術(shù)進(jìn)展,到2020年空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)也被評為年度技術(shù)進(jìn)展,相信在接下來的時(shí)間里,單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組和空間轉(zhuǎn)錄組將為生命科學(xué)的發(fā)展做出極其重要的貢獻(xiàn)。單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)的特點(diǎn)在于提供詳實(shí)的每個(gè)細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄表達(dá)信息,但是缺失了來源組織的空間組成信息?,F(xiàn)有商用空間轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)的特點(diǎn)在于提供了完整的組織空間位置信息,但是每個(gè)捕獲spot的信息無法達(dá)到單細(xì)胞分辨率(10個(gè)左右細(xì)胞)。因此,這兩個(gè)技術(shù)的存在是天然互補(bǔ)的,而將兩者的結(jié)合也是水到渠成,完美結(jié)合。scRNA-seq 技術(shù)的進(jìn)步啟發(fā)了利用高分辨率轉(zhuǎn)錄組定量分析與空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)的互補(bǔ)性質(zhì)的新方法。湖北歐易生物空間轉(zhuǎn)錄組
如果只是通過空間轉(zhuǎn)錄組或者單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組,研究人員在兩個(gè)樣本中均可以發(fā)現(xiàn)淋巴細(xì)胞相關(guān)基因或者淋巴細(xì)胞群,無法解釋兩個(gè)樣本預(yù)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(gè)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(dá)特征和細(xì)胞圖譜變化,發(fā)現(xiàn)對于每個(gè)發(fā)育階段的不同解剖區(qū)域,都有獨(dú)特的基因表達(dá)特征。結(jié)合單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù),作者進(jìn)一步確定和豐富了胚胎心臟基因表達(dá)的空間注釋信息。 山東空間轉(zhuǎn)錄組使用該類工具的開發(fā)將簡化不同類型空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)的整合和分析。
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(jì)算機(jī)算法,根據(jù)單細(xì)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(gè)在單細(xì)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(xì),可以考慮這個(gè)。但是這種策略比較難被官方干運(yùn)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(dāng)然,這種方法的通量比較低。當(dāng)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(gè)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。
10x Genomics空間轉(zhuǎn)錄組的實(shí)現(xiàn)原理是什么?10x Genomics空間轉(zhuǎn)錄組用于文庫構(gòu)建的每張載玻片上有四個(gè)捕獲區(qū)域,每個(gè)捕獲區(qū)域的大小為6.5x6.5mm,包含5000個(gè)被條形碼標(biāo)記的點(diǎn)(barcoded spots),每個(gè)點(diǎn)的直徑為55 μm,點(diǎn)和點(diǎn)之間中心的距離為100 μm,并且每個(gè)點(diǎn)都有一個(gè)barcode序列。組織切片的細(xì)胞中會釋放出mRNA,遷移到每個(gè)spot的mRNA會被標(biāo)記上相應(yīng)的barcode序列,然后進(jìn)行文庫構(gòu)建并進(jìn)行測序。根據(jù)數(shù)據(jù)的條形碼信息對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以確定哪些數(shù)據(jù)來自哪個(gè)位置,從而實(shí)現(xiàn)空間基因表達(dá)的可視化。 盡管當(dāng)前空間轉(zhuǎn)錄組的數(shù)據(jù)在快速地增長,但尚未有對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫來對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總集成。
空間轉(zhuǎn)錄組研究的的必要性。研究單細(xì)胞我們想要探究細(xì)胞間的異質(zhì)性,但是常規(guī)的單細(xì)胞是將細(xì)胞解離成單細(xì)胞懸液,然后利用單細(xì)胞分離技術(shù)(微孔,微板,液滴)等方法實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞建庫,這里比較大的問題是是細(xì)胞失去了原本在組織的空間信息。然而這個(gè)空間信息在實(shí)際研究中有很重要。特別是在研究細(xì)胞命運(yùn)機(jī)制及細(xì)胞譜系發(fā)生空間位置的信息顯得尤為重要,因此發(fā)展空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的位置信息的保留,對研究此類細(xì)胞狀態(tài)尤為必要。空間轉(zhuǎn)錄組組織學(xué)板塊包括樣品的包埋、切片、固定、染色及成像,記錄切片的形態(tài)學(xué)信息。北京生物技術(shù)空間轉(zhuǎn)錄組
盡管前傳時(shí)代的空間技術(shù)被迅速棄用,但其思想和方法是當(dāng)今時(shí)代空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。湖北歐易生物空間轉(zhuǎn)錄組
發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)形成較均衡的產(chǎn)業(yè)細(xì)分,而我國銷售產(chǎn)業(yè)細(xì)分面臨失衡,除醫(yī)藥及醫(yī)藥用品外其他細(xì)分產(chǎn)業(yè)均尚處開發(fā)初期。而我國銷售產(chǎn)業(yè)占國民生產(chǎn)總值的4%—5%,潛力巨大,市場有待挖掘。如行家預(yù)判,服務(wù)型發(fā)展即將步入黃金時(shí)代,眾多企業(yè)圍繞醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)、商業(yè)領(lǐng)域及新興的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)藥等領(lǐng)域正在進(jìn)行廝殺。在我國政策的支持下,在社會資本的推動下以及技術(shù)升級的帶動下,互聯(lián)網(wǎng)巨頭、科技巨頭、地產(chǎn)巨頭等企業(yè)紛紛跨界進(jìn)入服務(wù)型。監(jiān)管體系缺失,山東的疫苗事件中,體現(xiàn)出銷往24個(gè)省市的疫苗各方面監(jiān)管力度小。制藥企業(yè)和各大醫(yī)藥機(jī)構(gòu)由不同部門管理,這種分段監(jiān)管方式存在很大的醫(yī)藥健康漏洞。在未來兩三年內(nèi),主要科研服務(wù),科研檢測,學(xué)術(shù)研究,技術(shù)咨詢公司和醫(yī)藥服務(wù)提供公司總收入中的2%至3%將來自“服務(wù)+”模式。隨著業(yè)務(wù)模式向“平臺即服務(wù)”和“數(shù)據(jù)即服務(wù)”的轉(zhuǎn)變, “讓數(shù)據(jù)說話”將成為創(chuàng)新的新源泉。湖北歐易生物空間轉(zhuǎn)錄組
上海歐易生物醫(yī)學(xué)科技有限公司致力于醫(yī)藥健康,是一家服務(wù)型的公司。公司業(yè)務(wù)涵蓋科研服務(wù),科研檢測,學(xué)術(shù)研究,技術(shù)咨詢等,價(jià)格合理,品質(zhì)有保證。公司將不斷增強(qiáng)企業(yè)重點(diǎn)競爭力,努力學(xué)習(xí)行業(yè)知識,遵守行業(yè)規(guī)范,植根于醫(yī)藥健康行業(yè)的發(fā)展。歐易生物立足于全國市場,依托強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力,融合前沿的技術(shù)理念,飛快響應(yīng)客戶的變化需求。