时空转录组测序(spatial transcriptomics sequencing,stRNA-seq)是继单细胞转录组之后的一项新兴生物学技 术,弥补了单细胞转录组无法获得细胞空间信息的缺憾。 时空转录组借助空间技术能够以单细胞分辨率对不同发育时期的组织切片进行测序,区分出组织内不同的细胞类型并 获得其表达谱, 同时记录各个细胞的时间和空间信息。有利于发现新的稀有细胞类型, 并深入了解细胞生长发育过程中的分 化情况和表达调控机制。
当前,空间技术主要分为低通量和高通量两大类。低通量空间技术,如微解剖基因表达技术、原位杂交技术和原位测 序技术,虽然在准确性上有一定优势,但在检测组织大小和单次检测基因数量方面存在限制。而高通量空间技术,特别是 基于空间条形码的技术,如Stereo-seq、NanoString、10x Visium、Slide-seq V2、Seq-Scope、sci-Space等 ,在检测组织面积和基因数量方面有着显著的提升。
技术平台
技术平台基于 2020 年华大自主研发的时空组学技术 Stereo-seq (Spatial Enhanced Resolution Omics-Sequencing),该技术基于 DNA 纳米球 (DNA Nano Ball,DNB) 开发,具有纳米级分辨率、厘米级全景视场的原位捕获,可 以实现同一样本在组织、细胞、亚细胞、分子“ 四尺度 ”同时进行空间转录组分析。自 2022 年以来,华大时空凭借该技术陆 续在 Cell、Nature 和 Science 三大顶级学术期刊发表胚胎发育、疾病、器官再生等领域的重要成果,并入选“ 中国生命科 学十大进展 ”和“ 中国生物信息学十大进展 ”。
样品制备:对组织样本进行冷冻、OCT包埋和切片,并将其铺贴到时空切片。
组织透化与文库构建:对组织切片进行固定和透化后,探针在芯片上原位捕获mRNA分子,随后进行cDNA合成、扩增与文库构建。
测序:用华大DNBSEQ系列高通量测序仪完成测序。
数据分析以及可视化:可使用时空云平台(STOmics Cloud)或本地生物信息分析工具进行数据处理及可视化分析。
信息分析基于 Stereo-seq 分析流程软件包 (Stereo-seq Analysis Workflow, SAW) 以及 StereoMap 可视化软件,整合了时空组学技术 Stereo-seq 主要的基因表达分析和图像数据处理工具,用于还原及可视化测序数据在芯片上的空间表达信息,并进行下游生信分析。
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