如何进行空间转录组分析?分享6篇顶刊客户文章

学术   2024-11-17 11:00   广东  
作为最近两年最火热的测序技术,空间转录组技术在医学和农学领域、模式和非模式物种、动物和植物上已有广泛应用。对于空间转录组技术,从组织切片实验到个性化分析服务,特别是“单细胞转录组+空间转录组”联合分析,基迪奥积累了丰富的项目经验,并且涌现了很多高分客户文章,发表期刊有CellCancer CellCell ResearchPlant Cell等!

之前,在《分享6篇最新的时空组学顶刊文章》《分享5篇最新发表的时空组学高分文章》《2024最新时空组学案例文献资料分享》等文章为大家分享了很多前沿文章,接下来再为大家分享6篇基迪奥的客户文章,希望对大家自己的研究计划和文章写作有帮助。

案例1

单细胞转录组+空间转录组研究肿瘤相关性脑积水的发生发展




英文标题:Choroid plexus mast cells drive tumor-associated hydrocephalus

发表期刊:Cell
影响因子:45.5
客户单位:中山大学孙逸仙纪念医院
物种样本:小鼠大脑
技术策略:scRNA-seq,空间转录组
DOI:10.1016/j.cell.2023.11.001

肿瘤相关性脑积水(TAH)是脑转移的常见且致命的并发症。虽然已经提出了机械障碍以外的其他因素,但确切的机制尚不清楚。本研究使用snRNA-seq和空间转录组技术发现了一个独特的肥大细胞群体位于脉络丛,并在TAH期间显著增加,揭示了脉络丛肥大细胞(CPMCs)的功能,并为TAH提供了一种有吸引力的疗法。

图1. 空间转录组学鉴定脉络丛肥大细胞

案例2

转录因子PagMYB31正向调控杨树形成层活性和负向调控木质部发育




英文标题:Transcription factor PagMYB31 positively regulates cambium activity and negatively regulates xylem development in poplar

发表期刊:Plant Cell
影响因子:10.0
客户单位:中国林业科学研究院
物种样本:杨树茎组织
技术策略:scRNA-seq,空间转录组
DOI:10.1093/plcell/koae040

该研究表明转录因子PagMYB31在木材形成的不同阶段具有相反的作用,既能促进木质部细胞的分裂,又能抑制木质部细胞的扩张和次生细胞壁的生物合成。此外,PagMYB31在维持木质部细胞的稳态方面也发挥着重要作用。研究人员还构建了一个PagMYB31介导的转录调控网络,以帮助了解其协调木材形成过程的分子机制。综上,PagMYB31对于协调木材形成的不同发育阶段具有重要意义,并可能成为操纵木材形成不同发育阶段的潜在靶点。

图8. 杨树分化木质部的转录组分析

案例3

通过单细胞转录组、空间转录组、普通转录组技术探究膀胱癌恶化转移机制




英文标题:PDGFRa+ITGA11+ fibroblasts foster early-stagecancer lymphovascular invasion and lymphaticmetastasis via ITGA11-SELE interplay

发表期刊:Cancer Cell
影响因子:48.8
客户单位:中山大学孙逸仙纪念医院
物种样本:BCA癌和癌旁组织
技术策略:scRNA-seq,空间转录组
DOI:10.1016/j.ccell.2024.02.002

实体癌转移到淋巴结(LN)的概率非常高,并且相当多的早期膀胱癌(BCA)表现出淋巴血管侵犯(LVI)并最终转移扩散到淋巴管。需要注意的是,癌症相关成纤维细胞(CAF)在晚期癌症中具有高度异质性,但CAF在早期癌症中的功能和机制仍不清楚,本研究致力于探究早期膀胱癌(BCA)LVI形成的细胞特征以及CAF在早期肿瘤中的功能与机制。

作者收集了早期BCA组织和癌旁组织进行单细胞转录组测序。完成细胞注释后作者关注数据中的CAF,结合TCGA数据库以及多重免疫组化,作者发现LVI+组中的CAF不仅与BCA患者的LVI、更差的总体生存和淋巴结(LN)转移正相关,并且还具有更高的浸润性成纤维细胞密度。为了进一步确认PDGFRα+/ITGA11+CAF参与BCA进程的机制,作者对LVI+和LVI-的BCA组织切片进行了空间转录组测序。

图3. BCA空间转录组分析与关键细胞亚群鉴定

案例4

单细胞转录组+空间转录组揭示人类胚胎肺近端-远端模式的发育程序




英文标题:Single-cell RNA sequencing reveals the developmental program underlying proximal–distal patterning of the human lung at the embryonic stage

发表期刊:Cell Research
影响因子:44.1
客户单位:中国科学院广州生物医药与健康研究院
物种样本:人胚胎的肺
技术策略scRNA-seq,空间转录组
DOI:10.1038/s41422-023-00802-6

肺是人体的主要呼吸器官,其中近端气道和远端肺泡分别负责空气传导和气体交换。然而,在人类肺发育的胚胎阶段,近端-远端模式的调节在很大程度上是未知的。因此,作者首先借助单细胞转录组(scRNA-seq)研究了受精后4-8周胚胎早期肺近端和远端上皮细胞的基因表达模式,构建了169,686个细胞的转录图谱。接着通过空间转录组研究了胚胎早期肺近端和远端的生态位,最后通过两组学的结合扩大了人类早期胚胎肺发育的生物学认知,加深了人类肺发育中上皮近端-远端模式的理解,为再生医学开辟了新的途径。

图4. scRNA-seq与ST-seq关联研究基质细胞和上皮细胞的接近性

案例5

单细胞转录组+空间转录组测序揭示果实衰老的时空轨迹




英文标题:Single-cell and spatial RNA sequencing reveal the spatiotemporal trajectories of fruit senescence

发表期刊:Nature communications
影响因子:16.6
客户单位:江汉大学
物种样本:火龙果果皮
技术策略:scRNA seq,空间转录组
DOI:10.1038/s41467-024-47329-x

果实的衰老是一个复杂的生理过程,果皮中包含多种细胞类型,这使得阐明它们在水果衰老中的个体作用极具挑战性。本研究构建了火龙果(Hylocereus undatus)果皮的单细胞表达图谱,揭示了在水果衰老过程中外果皮和中果皮细胞发生了最显著的变化。使用拟时分析建立了衰老过程中的细胞分化和基因表达轨迹。揭示了早期反应因子HuCMB1在衰老调控网络中的核心作用。

图5.外果皮和内果皮细胞的亚群聚类分析

案例6

通过空间转录组绘制小鼠椎间盘空间转录组图谱



英文标题:Characterization of the Nucleus Pulposus Progenitor Cells via Spatial Transcriptomics

发表期刊:Advanced Science
影响因子:15.1
客户单位:厦门大学
物种样本:小鼠椎间盘
技术策略:空间转录组
DOI:10.1002/advs.202303752

椎间盘(Intervertebral disc, IVD)是由位于中央部位的髓核(Nucleus pulposus, NP),外部纤维环(Annulus fibrosus, AF)和相邻椎体之间的软骨终板(cartilaginous endplates, CEP) 三个单元组成。NP组织对IVD稳态的维持至关重要,NP细胞的功能退变和数目减少是导致IVD退行性变 (Intervertebral disc degeneration, IDD) 的关键因素。虽然先前的研究已经鉴定出了许多NP前体细胞 (NP progenitor cells, NPPCs)的标记物,但是NPPCs的空间分布和分化轨迹仍不清楚。

本研究首次建立了出生后小鼠IVD的空间转录组图谱,分析了IVD的三个重要组分标记基因和生物功能,并对NP和AF进行了再分群和功能研究。该研究结合空间转录组数据和小鼠谱系示踪,验证了多数NPPCs标记物,但发现Tie2在NP亚群中表达缺失,推翻了以往的研究结果。新发现标记基因Ctsk,它位于外周区域的少量Ctsk阳性细胞,并参与了NP的整个形态学构建。

图6. 小鼠的椎间盘空间转录图谱的构建

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