什么是空间转录组学技术？

临床医师

空间转录组（Spatial Single Cell Transcriptome）是一种能够将RNA表达情况直接在组织层面进行解析的新型单细胞测序技术。这种技术能够将一定范围内组织切片上所有RNA表达信息一网打尽。相比于Bulk RNA-seq（也就是我们所说的常规转录组）以及单细胞转录组，空间转录组彻底将分辨率提升到了空间水平。


由于单细胞测序在组织解离的过程中，将组织消化成单细胞悬液，这个过程单个细胞中RNA表达在空间上的信息已经丢失。在后期，科研人员仍需重新在研究的组织上利用RNA FISH探针或免疫组化的方式进行验证。空间转录组技术能够利用将带有oligodT磁珠的反转录引物直接附着在组织切片表面，继而使得后期获取RNA在组织某个部位表达成为可能。
转录组学技术飞速发展，从研究层面分类的话，大体经历了三个主要的阶段。第一阶段研究主要是对大量混合细胞进行转录组学研究（bulk transcriptome），该方法能获得大量细胞的基因平均表达水平，虽然对推动细胞群体的特性认识具有重要作用，但无法获知群体内特定细胞的基因表达情况。第二个阶段是对单细胞进行转录组测序（single cell transcriptome），该方法使对基因表达的研究深入到了单细胞层面，进而对细胞类型进行深入鉴定，揭示细胞异质性。但基因表达具有时间特异性和空间特异性。时间特异性通常可以通过对不同时间点的样本取材，再使用单细胞转录组测序技术来进行解析，但由于单细胞研究获得细胞悬液时对组织进行了酶解，从而导致失去了组织空间位置信息。近年发展起来的高通量的空间转录组技术，如10x Genomics Visium空间组学技术、GeoMx DSP空间组学技术等，使对转录组的研究深入到第三阶段，利用该技术可以在组织原位同时获得基因表达特征和空间分布数据，进一步推进了对组织原位细胞真实基因表达的研究。此外，结合单细胞转录组和空间转录组进行联合研究，可使空间位置的基因表达研究结合到超高分辨率的单细胞层次，对于癌症、免疫、神经、发育等领域，有着令人期待的应用前景。


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