科学技术的发展极大推动了生命科学领域的研究,高通量、高精度、高灵敏度检测技术的出现加快了基础研究和研究成果转化,提升了人类的生存率和生活质量。20世纪以来,技术显著的革新了许多生命科学认识,促进临床诊疗、药物开发等多方面向着精准治疗、个性化治疗的方向大步迈进。NGS的出现让科学家得以深入理解遗传性疾病、癌症等疾病的致病机制、关键基因和通路等生物学机制,高通量单细胞测序技术的出现使得科学家得以在单个细胞水平认识复杂疾病中的关键细胞类型及其标志基因,而空间测序技术的出现进一步允许科学家在最符合组织自然形态下、最少受到解离和捕获效率影响下,在单细胞水平或者微米级水平开展研究,帮助科学家深入、快速认识到空间上的关键生态位对疾病发生发展的作用,推动病理技术不断更新。本期盘点了5篇使用了百创空间技术的医学领域文章,其中2篇是综述类文章,1篇是生信分析类文章,期望能对您有所启发。百创空间技术,为您的科研增彩!
英文标题:Integrative molecular and spatial analysis reveals evolutionary dynamics and tumor-immune interplay of in situ and invasive acral melanoma
合作单位:北京大学第一医院、北京大学-云南白药国际医学研究中心研究方法:全外显子组、基于显微切割的多区域全外显子测序、bulk 转录组、单细胞转录组、空间转录组(百创S1000-细胞分割)和 CODEX 空间蛋白组学。肢端型黑色素瘤(AM)是一种起源于手掌、足底和甲下等部位的恶性皮肤肿瘤。原位 AM(AMis)经手术切除后极少复发,但侵袭性 AM( iAM)的预后不佳。 然而,目前关于 AMis 的研究仍然十分有限,AMis 向 iAM的演化过程尚不清楚,免疫微环境在这一过程中发挥的作用也不明确。本研究基于多组学技术,确认 AM 不是简单的积累突变而是通过获得某些驱动突变,加速肿瘤的发生;垂直侵袭阶段,演化早期获得驱动突变的 AMis 迅速穿过基底膜,以单克隆形式、单克隆扩张或亚克隆扩张模式,播散到真皮中;预后最差的 C3 分子亚型 iAM 肿瘤组织中,APOE+/CD163+ TAM 显著富集,与 EMT 肿瘤细胞在空间上直接接触,可能通过 IGF1-IGF1R 相互作用促进肿瘤细胞的 EMT。总之,该文章系统揭示了早期肢端型黑色素瘤的克隆演化规律,建立了肢端型黑色素瘤的分子分型,解析了肿瘤细胞-免疫细胞的空间互作关系,鉴定出新的早期诊断标志物(驱动突变和附属器受累)及晚期预后标志物(APOE 和 CD163),为肢端型黑色素瘤的早期诊断和精准诊疗提供了重要信息。
文章标题:Molecular and spatial signatures of human and rat corpus cavernosum physiopathological processes at single-cell resolution研究方法:Masson/天狼星红/H&E/油红O/尼罗红/菲律宾链霉菌染色、scRNA-seq、空间转录组技术(百创S1000)、bulk RNA-seq、免疫荧光、超声弹性成像、细胞实验阴茎海绵体(CC)损伤可引起多种疾病,包括影响了5%~22%男性的阴茎勃起功能障碍(ED)。ED不仅影响患者身心健康以及家庭和谐,还可能是心血管疾病的先兆。当前,多数ED相关研究是基于大鼠模型的,但对于大鼠和人类间阴茎海绵体(CC)的解剖学和信号网络差异认识尚不清晰。研究者采用多种技术,发现人类和大鼠CC中的细胞类型相似,但每种类型细胞比例、空间分布特征存在异质性;人类和大鼠CC中相同类型细胞的转录相似性>70%且正相关,表明在多数情况下,使用大鼠模型模拟、研究人类CC微环境的转录调控是可接受的;机械应激显著改变了FB的转录状态,机械力信号直接参与调控FB的表型转变;DMED大鼠模型和DMED患者都经历了显著的纤维化以及细胞组分丢失,但两者间的转录组差异显著。总之,本文绘制了人类和大鼠阴茎海绵体(CC)的生理、病理条件下的空间转录组图谱,结合多组学数据,系统比较了两个物种间的异同,为理解动物模型的可用性提供基础数据,推动临床前实验和临床转化更高效、可靠。
英文题目:Systematic comparison of sequencing-based spatial transcriptomic methods合作团队:广州实验室、西湖大学、墨尔本大学、哈佛大学等研究方法:百创S1000、Stereo-seq、10x Visium、Slide-seq V2、PIXEL-seq、DynaSpatial、DBiT-seq、HDST、Salus近年来,空间转录组技术受到极大关注和发展,新技术层出不穷,各个技术参数、数据表现等方面各有优劣,增加了科学家们选择难度。研究者从技术分辨率、检测面积、样本准备、生化实验流程、测序数据量、逸散情况、测序有效性等多个维度,以小鼠脑及海马区、小鼠胚胎以及胚胎上眼球为研究对象,系统比较了11种基于测序的空间转录组技术,为科学家们选择最符合科研需求的空间技术提供了指导。其中,百迈客技术以亚细胞级分辨度、较少的测序数据量(百创S1000,100G data)、良好的逸散控制等脱颖而出,综合表现优异,可以满足各种科研需求。
英文题目:Spatial transcriptomics: Technologies, applications and experimental considerations研究者介绍了目前商业化或即将商业化的空间转录组学技术,包括核心原理、优势劣势以及商业化情况。同时,讨论了空间转录组学技术在基础研究、转化研究和临床研究中的应用,最后还对使用空间转录组技术时需要考虑的因素进行了简要讨论,包括生物学问题、物种和组织类型、RNA完整度、组织大小、数据分析、样本数量等方面,帮助科学家们全面了解空间转录组学技术,为如何使用空间转录组技术进行研究提供了指导和启示。
英文标题:haCCA: Multi-module Integrating of spatial transcriptomes and metabolomes研究方法:空间转录组(百创S1000)、空间代谢组学空间转录组技术可以揭示细胞和基因的空间表达模式,空间代谢技术则展示代谢过程的空间异质性,两种数据相结合使得科学家们得以在空间上精准地理解基因表达和代谢过程的相互关系,帮助科学家们深入理解生命现象背后的生物学机制。为了更好的联合分析空间转录组数据+空间代谢组数据,研究者开发出一种名为haCCA的工作流程,通过高相关性特征对和改进的空间形态对齐方法,可以实现高分辨率和准确的点对点数据整合。使用该工作流程,研究者分析了小鼠肝脏的百创S1000空间数据和MALDI-MSI空间代谢数据,以及公开可用的小鼠脑数据集,结果显示该工作流程可以实现空间转录组和代谢组数据的准确整合。
为了加速时空组学在农学领域的应用,尤其是3D时空组学研究,百迈客生物现推出动植物时空3D图谱助研计划,对技术和活动感兴趣都可以与我们取得联系!
活动入选的项目,最高将会免费获得30张百创S3000空间转录组芯片的资助。
关于百迈客生物:
北京百迈客生物科技有限公司(简称:百迈客生物)成立于2009年,是一家提供基因多组学测序服务和单细胞组学&空间组学仪器设备的高新技术企业。业务主要包括科技服务、智能制造两大业务板块。全球化的业务布局,在中国、欧洲等地区拥有以博士和硕士为主体的研发及服务团队,先后在Cell、Nature、Science等国际期刊上发表文章数千篇,累计影响因子超万分。拥有Illumina、MGI、PacBio、Nanopore、AB SCIEX、Waters、BMK Manu、10X等二代测序、三代测序和质谱检测平台,自主创新的百灵实验室全自动生产线、BMKCloud多组学大数据智能交付平台及亚细胞级S系列空间组学产品,为全球科研单位、育种机构、医药公司等提供高品质基因多组学服务和产品。