分享6篇最新的时空组学顶刊文章

学术   2024-10-27 10:59   广东  
时空组学技术Stereo-seq是一种结合了基因表达信息和细胞空间位置信息的空间转录组技术,能够帮助科研人员探究基因表达在组织和器官中的空间分布。在2024年,在生命演化、脑科学、肿瘤、器官发生、胚胎发育等多个领域涌现了大量采用Stereo-seq技术发表在Cell、Nature、Science等国际顶级学术期刊的高分文章。

接下来,就为大家分享6篇最近发表的使用Stereo-seq技术的顶刊文章,希望对大家自己的实验设计和文章写作有帮助。


案例1


首个跨物种小脑空间转录组图谱的绘制



英文标题:Cross-species single-cell spatial transcriptomic atlases of the cerebellar cortex

发表期刊:Science
发表时间:2024.9.27
影响因子:44.7
物种样本:小鼠、狨猴和猕猴的小脑
技术策略:Stereo-seq+ DNBeLab C4
DOI:10.1126/science.ado3927



本研究通过Stereo-seq+单细胞组学技术DNBeLab C4,构建了猕猴、狨猴和小鼠的小脑空间转录组图谱,展示了小脑中各种细胞的种类、基因表达情况、空间分布以及它们之间的相互关系。通过深入研究,发现了两种新的细胞亚型,在灵长类动物(狨猴和猕猴)的小脑中存在的特殊的浦肯野细胞亚型,在小鼠的小脑中却没有。这两种亚型的显著区别之一在于GRID2基因的表达水平。本研究还探讨了不同物种小脑中基因表达与功能的关系。总之,该研究是首个跨物种小脑时空组学研究,为我们了解不同物种小脑的结构和细胞构成,以及未来小脑相关疾病研究提供了新的思路和方向。

图1. 跨物种小脑空间转录组图谱


案例2


小鼠胎盘发育精细时空图谱的绘制



英文标题:

A spatiotemporal transcriptomic atlas of mouse placentation

发表期刊:Cell Discovery
发表时间:2024.10.22
影响因子:13.0
物种样本:小鼠胎盘
术策略:Stereo-seq+单细胞转录组
DOI:10.1038/s41421-024-00740-6



小鼠胎盘因在形态和功能上与人类胎盘相似,在胎盘研究中被广泛应用。本研究使用Stereo-seq时空组学技术,构建并解析了胚胎植入后第7.5天至第14.5天小鼠胎盘发育的时空图谱。该图谱涵盖了之前在单细胞转录组中检测受限的成熟合体滋养层细胞、壁滋养层巨细胞等较大体积的滋养层细胞,并重点关注了这些细胞所在的胎盘圆锥、迷路、母胎界面等小鼠胎盘重要的功能区域,为探索胎盘发育的关键基因和通路提供了宝贵的数据资源和重要线索。

图2. 小鼠胎盘形成的时空转录图谱


案例3


产生CCL19的成纤维细胞可促进三级淋巴结构的形成,增强结直肠癌肝转移中的抗肿瘤IgG反应



英文标题:CCL19-producing fibroblasts promote tertiary lymphoid structure formation enhancing anti-tumor IgG response in colorectal cancer liver metastasis

发表期刊:Cancer Cell
发表时间:2024.08.12
影响因子:48.8
物种样本:人源化结直肠癌小鼠模型
技术策略:空间+单细胞转录组
DOI:10.1016/j.ccell.2024.07.006



三级淋巴结构(TLSs)与肿瘤免疫增强相关。然而,它们在结直肠癌肝转移(CRLM)中的形成和功能仍不清楚。本研究揭示了CCL19+成纤维细胞通过促进三类淋巴结构(TLSs)的形成,如何增强抗肿瘤IgG反应,从而抑制肠癌肝转移(CRLM)。通过单细胞RNA测序和Stereo-seq测序发现TLS+肿瘤富含IgG+浆细胞(PCs ),而TLS-肿瘤以IgA+ PCs为特征。通过在体外生成TLS相关的PC衍生的单克隆抗体,证明了TLS-PCs分泌肿瘤靶向抗体。作为概念证明,在结肠直肠癌小鼠模型中证明了TLS-PC-mAb6抗体的抗肿瘤活性。鉴定了一种分泌CCL19的成纤维细胞谱系,它促进淋巴细胞向TLS转运。CCL19治疗促进小鼠TLS新生和防止肿瘤生长。数据揭示了CCL19+成纤维细胞在TLS形成中的核心作用,进而产生抑制CRLM的治疗性抗体。

图3. 多组学测序揭示IgG+PCs在TLS+CRLM中富集


案例4


重构高分辨率人类数字3D原肠胚



英文标题:3D reconstruction of a gastrulating human embryo

发表期刊:Cell
发表时间:2024.04.23
影响因子:45.5
物种样本:人胎盘
技术策略:空间转录组
DOI:10.1016/j.cell.2024.03.041



本研究对形态完整的CS8人类胚胎沿着前后(A-P) 轴进行冷冻横切,以1片为间隔,共获取62张横向切片,然后进行Stereo-seq时空转录组分析,构建了整个胚胎的空间转录组图谱。系统描绘了胚胎形态、细胞类群、空间转录特征,揭示了原肠胚形成过程中细胞发育过程、谱系轨迹变化和系列调控活动。这项研究不仅确定了人类原肠胚形成过程的关键细胞和分子特征,还可以指导未来干细胞衍生的人类胚胎模型的构建。

图4. CS8时期原肠胚的空间转录组学分析和三维重建


案例5


小鼠海马区单神经元全脑投射的三维重构



英文标题:Whole-brain spatial organization of hippocampal single-neuron projectomes

发表期刊:Science
发表时间:2024.02.02
影响因子44.7
物种样本:小鼠大脑
测序策略:空间转录组
DOI:10.1126/science.adj9198



该研究采用时空组学技术Stereo-seq,构建了目前世界上最大的单神经元全脑投射图谱数据集,将获得的投射细胞类型与空间转录组数据联合分析,鉴定了与不同投射细胞类型空间分布相关的基因,展示了胞体与轴突末梢的空间映射关系,发现了HIP单神经元的空间投射规律,为未来HIP的神经回路的功能研究提供了参考。

图5. 转录组和投射组亚型之间的空间相关性


案例6


绘制首个灵长类代谢疾病下丘脑细胞图谱



英文标题:Region-specific transcriptomic responses to obesity and diabetes in macaque hypothalamus

发表期刊:Cell Metabolism
发表时间:2024.02.06
影响因子:27.7
物种样本:食蟹猴下丘脑
测序策略:空间转录组
DOI:10.1016/j.cmet.2024.01.003



本研究采用Stereo-seq和scRNA-seq联合分析,绘制了全球首个灵长类糖尿病和肥胖的下丘脑细胞图谱,揭示了灵长类特异性细胞类群和基因的分布,以及空间区域、细胞类型和基因特征的特异性变化。其中,采用Stereo-seq获得的空间转录组数据揭示了糖尿病中小胶质细胞从第三脑室向脑实质的空间迁移过程。总之,该研究结果提供了解代谢性疾病相关的空间分子变化的全面视图,有助于确定潜在的新药治疗靶点。

图6. 下丘脑非神经元在分子和功能水平上的多样性

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