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图0


产品简介

单细胞检测技术的发展为理解组织中细胞的组成与功能提供了手段。但是,现有的方法虽能检测到细胞类型,却无法真实还原在组织中的空间组成位置。空间转录组学技术的发展通过将传统组织学技术的优势与高通量RNA测序技术融合,为检测组织中的细胞空间组成与基因表达提供了一个强有力的检测手段。2021年Nature Methods将空间转录组列为2020年度技术。


10x  Genomics  Visium空间转录组测序解决方案可检测完整组织切片中的总mRNA,并绘制基因活性的区域图谱。该解决方案提供了基因表达变异定位的高分辨率视图,可应用于癌症,神经科学,发育生物学等多种领域。该技术在识别不同的细胞类型的同时,保留其空间位置信息,可以提供细胞功能、表型和组织微环境中位置关系等重要信息。


Visium空间转录组测序解决方案无需进行目标预设就可在空间上实现各种组织中基因表达的空间可视化。通过数据分析和可视化,将基因表达数据映射到H&E图像上,轻松实现对同一样品基因表达和细胞组成空间结构的表征,以从组织切片中获得生物学的全貌。


10x Genomics 空间转录组学自推出以来,主要针对各种新鲜冰冻组织。近期,大家期待已久的FFPE样品也同样可以进行实验了。结合组织学技术的优点和FFPE样品高通量测序技术,Visium Spatial Gene Expression for FFPE 是对由病理学专家判断为主的传统分析方法的补充。利用该技术,在人和小鼠的FFPE样品中,可以在高分辨率水平对整个组织切片超过18000个基因表达进行分析。通过对FFPE组织样本的转录组测序分析,可以检测任意通路中的任何基因、解决组织异质性并揭示形态学背景下空间组织的细胞类型和状态。此外,通过与免疫荧光技术(IF)相结合,可在同一时间可视化蛋白和基因的表达信息。

产品特点

1. 平台稳定,不需要单细胞解离;

2. 组织兼容性强,大部分人,小鼠,大鼠组织都可用;

3. 实验周期短,一天可完成样本到建库;

4. 针对新鲜冷冻和FFPE样品进行了优化;

5. 一张芯片4个捕获区域,每个捕获区域在6.5x6.5 mm2区域上包含5000个条形码化的mRNA捕获点(每个点平均捕获1-10个细胞,具体取决于组织类型);

6. 数据分析工具成熟;

7. 可轻松与当前用于组织分析的实验室方法和工具有机结合;

8. 高分辨率,高灵敏度。


Visium空间转录组测序实验流程及捕获芯片设计(新鲜组织)



Visium空间转录组测序实验过程包括样本准备和文库构建两大部分。样本准备部分主要进行组织切片制备。文库构建部分主要进行组织固定,免疫组化染色,组织透化以及捕获标记mRNA,二代测序文库构建。


芯片特点及探针组成


空间转录组捕获芯片由4个6.5X6.5mm2捕获点阵组成,每个点阵上包含有55μm直径,间距100μm的携带空间Barcodes和UMI,Poly(dT)的探针群。每张芯片可同时进行4张组织切片的检测。


Visium空间转录组测序实验流程及捕获芯片设计(FFPE样本)


实验流程,首先将FFPE组织切片放置在Visium基因表达芯片上,进行组织学成像(形态学背景的H&E染色或使用IF技术对蛋白共检测)。然后,用RTL探针集在组织中靶向杂交和连接,并用RNase酶处理和透化,与芯片上的捕获探针结合延伸。最后,进行建库测序和数据分析及可视化。


Visium  for  FFPE阵列利用RNA模板连接技术(RTL),首先针对编码蛋白转录组基因设计特异性探针对,然后将探针对与组织内的靶标基因进行杂交,杂交后探针对互相连接。随后进行组织透化来释放组织中已连接在一起的探针对,并与芯片上的捕获探针结合,从而捕获到基因的表达信息。



可参考透化组织列表(新鲜组织)


图片5


说明:

“Tissues Optimized”:将组织冻存,OCT包埋,按《用户指南》实验即可;

“Tissues for Further Optimization”: 可能需要探索其他的制备技术和透化时间:组织存储,脱钙,替代包埋和切片参数。


冰冻组织和FFPE组织的Visium空间转录组结果比较:

分别使用小鼠脑的新鲜冰冻组织和FFPE组织进行空间转录组分析,结果如下:

1. 两者的结果具有很高的相关性,说明两种检测方法具有可比性和高灵敏度。
2. 在两种组织的结果中,Hpca 基因都在海马中表达并且与已知的表达模式一致,证明了Visium用于FFPE分析的特异性。
3. 取自小鼠脑FFPE样本的连续切片的空间转录组分析结果,在聚类和总UMI数方面都显示出高度的重现性。


FFPE与新鲜冰冻组织结果比较。A.两种组织测序饱和度。B.Hpca基因在两种组织的表达模式。C.FFPE 连续切片的聚类结果和检测到的总UMI数。


应用领域:



空间转录组可用于肿瘤学,免疫学,发育生物学,神经科学,病理学等研究。为理解肿瘤微环境,肿瘤发展进程,形态学,免疫浸润等热点问题,基于形态的发育生物学,大脑细胞层图谱构建等关键生物学问题提供了一个有效的解决方案。


数据结果展示:


小鼠肾组织空间细胞聚类与基因表达结果


应用领域:



空间转录组可用于肿瘤学,免疫学,发育生物学,神经科学,病理学等研究。为理解肿瘤微环境,肿瘤发展进程,形态学,免疫浸润等热点问题,基于形态的发育生物学,大脑细胞层图谱构建等关键生物学问题提供了一个有效的解决方案。


2020-06-02
A Spatiotemporal Organ-Wide Gene Expression and Cell Atlas of the Developing Human Heart36.216Cell . 2019 Dec 12;179(7):...
2020-04-07
1、前言2、10X空间转录组原理和步骤3、空间转录组相关文献简述 1、前言单细胞测序技术作为当下最火的技术之一,目前在组织细胞图谱、癌症发生、免疫微环境、干细胞分化、器官发育、心脑血管疾病等领域的研究成果非常多,几乎每天都会有相关文章发表,可谓如火如荼。 继2018年单细胞测序(single-cell sequencing)被Nature Methods评为年度技术后,在2019年,单细胞多...
2020-03-06
  基因表达具有时间和空间的特异性,通过对不同时间点的样本取材,使用单细胞转录组测序技术能够解析时间维度上细胞类型和基因表达的变化过程。然而单细胞测序实验的前提是组织必须通过机械分离或酶解消化成单细胞悬液,此过程不可避免的丢失了组织中细胞所处的原始位置信息,也导致了细胞间的通讯网络被打破,这使我们难以获得组织中不同区域的细胞构成和基因表达状态,以及不同功能区之间的基因差异表达等信息。现有的原...
2020-03-06
1、什么是空间转录组?空间转录组是一种用于从空间层面上解析RNA-seq数据的技术,从而解析单个组织切片中的所有mRNA。空间条形码逆转录oligo(dT)引物在显微镜载玻片表面的有序附着,使得在mRNA样品处理和后续测序过程中位置信息的编码和获取成为可能。单细胞RNA测序或组织样本RNA测序,均无法为研究人员提供精确的空间信息。通过空间转录组技术可获取组织中具体位置的转录信息,为研究和诊断...
2020-03-05
疫情当前,我们延缓了返校,延缓了复工,但丝毫没有阻挡我们追求上进的心。居家隔离的日子,各个公司争相推出满满的线上培训课表,虽然进不了实验室,但是大脑被这知识盛筵喂得饱饱的。而****的,莫过于空间转录组的培训,动辄就上千人,而且大家的提问也很热烈,充分显示了科研工作者对这项刚推出不久的新技术的浓厚兴趣。今天,就带大家全面了解一下这项新技术——Visium 空间转录组测序。为什么要做空间转录组...