空间转录组在疾病中的应用

百迈客空间转录组测序

空间转录组（ST）是以高空间分辨率解析RNA-seq数据的技术，实现解析单个组织切片中的所有mRNA，从而能够定位和区分功能基因在特定组织区域内的活跃表达信息，对于癌症、免疫、肿瘤免疫相互作用，组织微环境，神经和发育等领域，有着令人期待的应用前景。

空间转录组技术原理：

文献一：

空间转录组解析阿尔茨海默症（AD）相关脑组织功能区

研究背景

随着NGS技术飞速发展，已发现阿尔茨海默症患者（AD）的小胶质细胞对β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块表现出典型的活化反应。神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞比小胶质细胞更难分离，虽然可以选择单细胞核测序，但会丢失细胞质mRNA和大部分空间信息。而空间转录组可以解决这一问题，它的空间标签可以标记分子的空间位置，无偏地分析组织上的基因信息。目前对于AD患者淀粉样斑块中发生的分子变化知之甚少，本研究旨在通过空间转录组测序技术来解析淀粉样蛋白斑块的分子变化情况。

研究方法

材料：脑组织样本

人：AD晚期和正常对照，女性（75岁左右）

小鼠：AppNL-G-F KI和C57BL/6J，雄性

方法：空间转录组测序、原位测序

研究结论

本研究利用空间转录组对AD小鼠模型中淀粉样斑块组织区域进行研究，发现了斑块诱导的基因（PIGs）注释到氧化应激和炎症等相关通路上。此外通过对小鼠和人脑切片进行原位测序（ISS），证实了基因的变化。因此，空间转录组测序为探究AD相关脑部组织致病特征提供了可能。

原文链接：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/32702314

文献二：

空间转录组测序解析类风湿性关节炎（RA）和脊柱关节炎（SpA）滑膜组织功能区域

研究背景

类风湿性关节炎（RA）和脊椎关节炎（SpA）是常见的慢性炎症性疾病，其特征是关节发炎，两种疾病中炎症关节的特征是白细胞浸润以及间充质细胞的局部增殖。临床上，RA和SpA被认为是复杂的自身免疫性疾病。目前对炎症通路的理解主要基于对滑液和滑膜活检材料的研究，但它们都显示出高度的细胞组成异质性，因此免疫组化（IHC）是活检研究的changyong方法。然而，近年来转录组学已发展成为研究混合成分细胞调节分子途径的一种更常见的方法，特别是单细胞转录组，这些方法虽然获得的信息量大，但主要集中在来自同质化组织或单细胞悬浮液的细胞，并没有揭示疾病病灶的空间信息。

研究方法

材料：类风湿性关节炎（RA）和脊柱关节炎（SpA）各3位患者的髋部或膝盖处的滑膜组织

方法：空间转录组测序

研究结论

本研究利用空间转录组技术揭示了在RA中，适应性免疫反应与T-B细胞相互作用，而在SpA中，适应性免疫反应与组织修复功能相关。同时本研究还利用Xcell软件对细胞类型进行鉴定，展现了空间组织区域细胞的类型。

 

原文链接：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/31831833

文献三：

空间转录组测序解析肌萎缩性侧索硬化症（ALS）的时空顺序

研究背景

肌萎缩性侧索硬化症（ALS）是一种进行性神经退行性疾病，由运动神经元变性导致骨骼肌失去神经支配而引起的，其症状先在单肢的远端肌肉中表现，然后逐渐扩散到全身，最终导致全身瘫痪。前期研究证明运动神经元和胶质细胞之间的信号传递障碍是该疾病的一个关键因素，但是在完整的脊髓组织中驱动这些过程的分子事件的时空顺序仍然不清楚。

研究方法

材料：脊髓组织

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

人：3例球状症状的ALS患者，4例下肢症状的ALS患者

方法：空间转录组测序、免疫荧光染色

研究结论

本研究利用空间转录组技术详细解释了多种脊髓区域和疾病阶段中鞘脂信号的传导途径，为选择治疗方法提供可能。此外，本研究结果数据的时空特性也为调节该通路活性的潜在治疗策略提供了基础，具有深远意义。

原文链接：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/30948552

空间转录组在疾病中的研究思路