了解組織內(nèi)細(xì)胞及其構(gòu)成之間的關(guān)系對(duì)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(fù)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(xué)和H＆E染色是基于蛋白質(zhì)表達(dá)和細(xì)胞形態(tài)研究組織結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)工具，但空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)的最新進(jìn)展可以將傳統(tǒng)組織學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與RNA測序的高通量特點(diǎn)相結(jié)合。能夠?qū)虮磉_(dá)信息進(jìn)行分層的能力可以使我們?cè)诮M織載玻片上捕獲更清晰、更全面的生物學(xué)圖像。

10x Genomics最新預(yù)發(fā)布的Visium空間基因表達(dá)解決方案（Visium Spatial Gene Expression Solution）使您可以輕松地將空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)應(yīng)用到組織切片和染色的標(biāo)準(zhǔn)方法中，從而研究空間分辨率下整個(gè)轉(zhuǎn)錄組mRNA的表達(dá)情況，同時(shí)在同一組織切片中獲得組織學(xué)相關(guān)信息。該解決方案可在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施中輕松采用，可在各種組織中呈現(xiàn)基因表達(dá)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(jìn)行目標(biāo)預(yù)選。該解決方案在識(shí)別不同細(xì)胞群的同時(shí)保留了空間背景，為理解細(xì)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(dá)復(fù)雜性的新視圖。該方案廣泛適用于癌癥、腫瘤免疫學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、發(fā)育生物學(xué)等領(lǐng)域的研究（點(diǎn)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(qǐng)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(gè)捕獲區(qū)域（6.5x6.5mm），每個(gè)捕獲區(qū)域含有5000個(gè)被條形碼標(biāo)記的點(diǎn)（barcoded spots），直徑為55 μm，（兩點(diǎn)之間中心的距離為100 μm），每個(gè)點(diǎn)都有一個(gè)獨(dú)特的條形碼序列。當(dāng)RNA從組織切片的細(xì)胞中釋放出來后，遷移到每個(gè)點(diǎn)的RNA會(huì)被標(biāo)記上相應(yīng)的條形碼序列，然后進(jìn)行文庫構(gòu)建并進(jìn)行測序。接下來，根據(jù)數(shù)據(jù)的條形碼信息對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分配，以確定哪些數(shù)據(jù)來自哪個(gè)位置。最終實(shí)現(xiàn)空間基因表達(dá)的可視化。

Visium空間基因表達(dá)解決方案優(yōu)勢(shì)

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(dá)分析

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

l 揭示生物結(jié)構(gòu)，了解局部細(xì)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(jìn)行基因表達(dá)研究

l 在沒有細(xì)胞亞型或細(xì)胞標(biāo)記物的先驗(yàn)知識(shí)的情況下表征細(xì)胞群

l 分析和理解基因表達(dá)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(dá)信息來確認(rèn)、表征或拒絕形態(tài)學(xué)結(jié)論

Visium空間基因表達(dá)解決方案特點(diǎn)

Visium空間基因表達(dá)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(dá)信息。然后將捕獲的mRNA合成cDNA并制備測序文庫。測序后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(dá)及聚類

A.對(duì)小鼠大腦切片進(jìn)行H＆E染色，成像，然后通過Visium空間基因表達(dá)解決方案工作流程進(jìn)行處理；B.展示了含有UMI計(jì)數(shù)的數(shù)據(jù)與組織空間位置的圖像疊加；C.總基因計(jì)數(shù)；D. 基于總差異表達(dá)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(xì)胞簇，在細(xì)胞簇4（綠色）中高表達(dá)的基因。

小鼠大腦中空間分辨率的基因表達(dá)

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(dá)為大腦中已知的表達(dá)模式，主要在海馬體中表達(dá)。圖中結(jié)果顯示了這兩個(gè)基因在海馬體中有顯著表達(dá)，并且與已知的表達(dá)模式一致（注意：點(diǎn)大小不是按比例縮放）。

文章轉(zhuǎn)自10x Genomics