了解組織內(nèi)細胞及其構(gòu)成之間的關(guān)系對于理解正常發(fā)育過程和疾病病理過程至關(guān)重要。但是由于組織的復雜性，通常難以采用高通量的方式在分子水平上研究組織功能。雖然免疫組織化學和H＆E染色是基于蛋白質(zhì)表達和細胞形態(tài)研究組織結(jié)構(gòu)的基礎工具，但空間轉(zhuǎn)錄組學技術(shù)的最新進展可以將傳統(tǒng)組織學技術(shù)的優(yōu)勢與RNA測序的高通量特點相結(jié)合。能夠?qū)虮磉_信息進行分層的能力可以使我們在組織載玻片上捕獲更清晰、更全面的生物學圖像。

10x Genomics最新預發(fā)布的Visium空間基因表達解決方案（Visium Spatial Gene Expression Solution）使您可以輕松地將空間轉(zhuǎn)錄組學技術(shù)應用到組織切片和染色的標準方法中，從而研究空間分辨率下整個轉(zhuǎn)錄組mRNA的表達情況，同時在同一組織切片中獲得組織學相關(guān)信息。該解決方案可在現(xiàn)有實驗室基礎設施中輕松采用，可在各種組織中呈現(xiàn)基因表達空間分辨率水平的可視化信息（兼容樣本類型詳見下文），而無需進行目標預選。該解決方案在識別不同細胞群的同時保留了空間背景，為理解細胞功能、表型和組織微環(huán)境中的位置關(guān)系提供了重要信息，呈現(xiàn)了組織和基因表達復雜性的新視圖。該方案廣泛適用于癌癥、腫瘤免疫學、神經(jīng)科學、發(fā)育生物學等領(lǐng)域的研究（點擊圖片查看大圖）。

目前已測試過如下組織類型：

人：心臟、腎臟、卵巢、乳房、淋巴結(jié)

小鼠：脂肪、腦、小腸、胃、肝臟、大腦、四頭肌、肺、睪丸、甲狀腺、眼睛、舌頭、大腸、脾臟、乳腺

大鼠：腦、腎臟、心臟

*此表僅列出了目前為止經(jīng)過測試的樣本類型，更多兼容樣本類型更新請參考10x Genomics官方網(wǎng)站

用于文庫構(gòu)建的每張載玻片上有四個捕獲區(qū)域（6.5x6.5mm），每個捕獲區(qū)域含有5000個被條形碼標記的點（barcoded spots），直徑為55 μm，（兩點之間中心的距離為100 μm），每個點都有一個獨特的條形碼序列。當RNA從組織切片的細胞中釋放出來后，遷移到每個點的RNA會被標記上相應的條形碼序列，然后進行文庫構(gòu)建并進行測序。接下來，根據(jù)數(shù)據(jù)的條形碼信息對數(shù)據(jù)進行分配，以確定哪些數(shù)據(jù)來自哪個位置。最終實現(xiàn)空間基因表達的可視化。

Visium空間基因表達解決方案優(yōu)勢

l 在多種樣本類型中獲得完整組織切片的無偏和高通量的基因表達分析

l 可以檢測同一組織切片的組織學和mRNA譜，發(fā)現(xiàn)新的組織生物標志物

l 揭示生物結(jié)構(gòu)，了解局部細胞如何在正常和病變組織內(nèi)相互作用

l 無需事先分離樣品即可進行基因表達研究

l 在沒有細胞亞型或細胞標記物的先驗知識的情況下表征細胞群

l 分析和理解基因表達異質(zhì)性以及它如何影響您的生物系統(tǒng)

l 通過添加基因表達信息來確認、表征或拒絕形態(tài)學結(jié)論

Visium空間基因表達解決方案特點

Visium空間基因表達解決方案工作流程

  將新鮮冷凍的組織切片，置于文庫制備載玻片上，經(jīng)過固定，染色和透化后，釋放出mRNA，mRNA與空間條形碼捕獲探針相結(jié)合，從而捕獲基因表達信息。然后將捕獲的mRNA合成cDNA并制備測序文庫。測序后，對數(shù)據(jù)進行可視化分析。從樣品到文庫制備的工作流程可在1天內(nèi)完成。

小鼠大腦中空間分辨率的表達及聚類

A.對小鼠大腦切片進行H＆E染色，成像，然后通過Visium空間基因表達解決方案工作流程進行處理；B.展示了含有UMI計數(shù)的數(shù)據(jù)與組織空間位置的圖像疊加；C.總基因計數(shù)；D. 基于總差異表達基因的空間naI?ve聚類（spatially naI?ve clustering）。最右邊顯示了相比于其他細胞簇，在細胞簇4（綠色）中高表達的基因。

小鼠大腦中空間分辨率的基因表達

A. H＆E染色小鼠冠狀腦組織切片；基因Selenow（B）和基因Tmsb4x（C）的空間mRNA表達為大腦中已知的表達模式，主要在海馬體中表達。圖中結(jié)果顯示了這兩個基因在海馬體中有顯著表達，并且與已知的表達模式一致（注意：點大小不是按比例縮放）。

文章轉(zhuǎn)自10x Genomics