空间转录组自从登上2020年Nature Methods 年度技术的封面以来,该技术一直都有重量级的文献报道,并且刊登都是高分国际期刊杂志,频繁登临Cell、Science、Nature等高分期刊,据不完全统计利用10x visium 空间转录组技术已发表60+文献,这些文献平均影响因子15分左右,可见该技术在生物医学领域代表目前最前沿的科学技术应用,空间转录组从空间维度阐述转录组基因表达在不同组织区域的异质性,甚至揭示单细胞分辨率空间上细胞异质性,在生长发育(育种)、抗逆应激(生物胁迫和非生物胁迫)、免疫反应和致病机理、生物进化、辅助肿瘤精准治疗、性别分化等几个领域发挥着越来越重要的作用。

 图1 空间转录组已发表参考文献 (data from PubMed & 10x genomics)
      百迈客作为国内首批引进10x visium 空间转录组测序平台,目前累计成功制备50余种组织类型、1000+例的空间转录组样本,覆盖的物种不仅包括人和鼠,还覆盖了其他一些哺乳动物、昆虫、水产动物等,同时在植物上百迈客也是率先突破了植物空间转录组应用难题,解决了植物组织冷冻包埋、冷冻切片、组织优化等技术难点,已经成功在拟南芥、水稻、大豆、小麦、玉米、蝴蝶兰等植物上积累大量空间转录组经验。可以正式为广大老师提供植物空间转录组技术服务,提供完善的动植物时空多维解决方案。

百迈客空间转录项目经验

        空间转录组最先开始应用于人和鼠,其经验也是最成熟,文章报道也是最多的,百迈客目前开展的项目主要以人、小鼠、大鼠物种最多,已经积累相当足的经验,可以在常规器官组织和肿瘤上开展空间转录组项目,也积累很多非人鼠物种的经验,一起来看看百迈客在动植物上开展的项目情况。
表1 百迈客项目经验一览表
       目前空间录组技术不仅在医学上得到大量应用,越来越多人关注农学方面在空间转录组技术上的突破,百迈客已经完成了空间转录组技术在动物植物上的突破,随着项目的开展,相信更多水产、海洋生物也会利用该技术进行相关前沿研究。凭借丰富的经验,百迈客可以为各位老师提供不同物种、不同组织类型的空间转录组测序服务,显然还有很多物种、很多组织类型需要探索空间维度的基因表达特征,探索时空维度科学研究。接下来就为各位老师展示百迈客空间转录组部分实例数据:

百迈客空间转录组实例数据

        无论开展何种物种空间转录组测序,首先我们要完成组织的冷冻切片才能够保证后续实验顺利开展,基于大量项目的开展,百迈客已经拥有不同级别冷冻机和完善的冷冻组织切片流程,以及经验丰富的实验员,可为您提供完美的冷冻组织切片、FFPE组织切片等服务。

图2. 百迈客空间转录组部分动物冷冻组织切片HE染色

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图3. 百迈客空间转录组部分植物冷冻组织切片甲苯胺蓝染色

 

植物的组织透化和基因检出率可达到动物的水准,并且数据分析结果可以与组织形态保持一致,基本上植物植物空间转录组技术难点和突破点,百迈客已经一一攻克这些难点,完成植物在空间实现了高通量测序和数据分析。

空间转录组技术已经在动植物中都得广泛应用,主要在围绕疾病空间异质性、时空图谱、生长发育、物种进化、抗逆应激几个方面。那如何快速实现空间转录组技术应用,在这里我们给老师提供了部分案例,帮助老师快速登上空间转录组的“高铁”。

空间转录组在动植物中的应用

(1)疾病空间异质性,Cell 2020

为了确定皮肤鳞状细胞癌(cSCC)的细胞组成和结构,该研究团队对10对配对的人体鳞状细胞癌组织和正常组织单细胞RNA测序、空间转录组和多路离子束成像。识别到四个细胞亚群,三个正常细胞亚群以及一个定位于纤维血管边缘的肿瘤特异性角化细胞(TSK)群。空间转录分析揭示了TSK细胞作为细胞间通信的枢纽。最后,人类肿瘤异种移植物的单细胞特性和体内CRISPR筛选确定了特异性肿瘤富集基因亚群和相互作用网络在肿瘤发生中的重要作用。

 

图4. 皮肤鳞状细胞癌(cSCC)时空特异性

 

(2)时空图谱,Sci. Adv. 2020

 

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通过使用全脑空间转录组学基于对空间定义特征的无偏识别来生成成年小鼠大脑的系统分类。研究发现分子信息足以推断大脑的复杂而详细的神经解剖组织结构。无监督分类显示了特定于区域和层的子区域,在等皮层和海马体以及纹状体的新亚区。分子图谱进一步支持了从单细胞RNA图谱中表征神经元的空间特性,并提供了使用最小基因集(大脑调色板)为大脑添加注释的资源。总之,本研究建立了一个分子图谱来正式定义大脑区域的空间组织,包括用于映射和靶向离散神经解剖结构域的分子代码,通过空间维度直观诠释了大脑组织不同空间区域特征,为剖析大脑组织提供了全面的时空图谱。

 

 

图5. 小鼠大脑时空图谱

 

(3)生长发育, Cell 2020, Cell 2021, NC 2021

细胞在空间位置的异质性,对于干细胞分化、组织发育和再生起着重要作用,空间转录组技术已经在人的胚胎心脏、胚胎肠道和鸡的胚胎心脏发育中得到应用,探明了胚胎发育的动态过程,空间组学发展可以清晰的描绘胚胎发育的蓝图。

图6. 空间转录组揭示胚胎生长发育蓝图

 

(4)物种进化 详情可以了解百迈客新品-植物空间转录组挑战与机遇

从时间和空间上探讨物种进化过程中细胞类型的保守性和多样性,从微观上探究组织及细胞进化过程。促进育种,培育优良作物种苗,特别是在植物上,可以有利地研究同源物种和不同源物种之间的进化趋同关系。

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图7. 空间转录组在物种进化上的应用

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图8. 空间转录组联合单细胞多组学参考文献

百迈客空间转录组优势

 

多物种:人、鼠、哺乳动物、植物等多物种均可开展空间转录组检测服务

多样本类型:冷冻组织、FFPE组织多种组织类型都可以实现空间转录组测序

设备全:拥有冷冻切片机、石蜡切片机、多系统荧光显微镜,可满足多样本空间转录组高通量测序,一次性多通道、多样本,实现高效空间转录组测序服务

经验丰富:国内首批引进10x visium 空间转录组测序平台,目前累计成功制备50余种组织类型、1000+例的空间转录组样本

强大生信分析:可提供基本分析和高阶分析,满足个性化调整

全套服务:组织样本切片、固定、透化、建库、测序、数据分析全套服务

单细胞和空间云分析平台:百迈客云平台已经研发快速高效的云平台,可高效呈现高质量文章图表和对大数据进行挖掘;

空间转录组&单细胞联合分析:空间转录组多组学联合分析,可近似实现单细胞分辨率空间转录组基因表达特征,交互式分析。

 

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