小白课堂 | 学习一下别人的冰冻样本,石蜡样本,甚至是植物样本,是如何做空间组学研究的!

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2019年,10x Genomics公司推出10x Visium商业化空间转录组平台,开启了空间组学技术的新时代。仅三年时间,Visium遍布各大著名期刊,势如破竹。目前,10x Visium空间组学技术,不仅可以做冰冻切片,还可以做石蜡样本,此外还有客户尝试做了植物样本的空间转录组。小编在这里就为大家介绍几篇空间组学文章,看看他们利用Visium解决了哪些生物学问题。

 

 
 

 

 

 
 

冰冻样本

文章题目:Single-cell and spatial analysis reveal interaction of FAP + fibroblasts and SPP1 + macrophages in colorectal cancer(Nat. Commun.,IF: 13.783, 2022.4)

中文题目:单细胞和空间分析揭示了FAP+成纤维细胞和SPP1+巨噬细胞在结直肠癌中的相互作用

doi: https://doi.org/10.1038/s41467-022-29366-6

 

本研究作者收集了5例非转移CRC病人的癌组织和癌旁组织,通过10x单细胞测序技术联合10x Visium空间转录组学技术,发现肿瘤特异性FAP+成纤维细胞和SPP1+巨噬细胞在14个独立CRC队列中(包含2550个样本)呈正相关。此外,通过空间转录组学进一步验证了它们的密切共定位。这种相互作用可能受到趋化素、TGF-β和白细胞介素-1的调控,而且可以刺激免疫排斥的结缔组织结构的形成,限制T细胞浸润。此外,作者还发现FAP或SPP1高表达的患者在抗PD-L1治疗队列中获得的治疗效益较少。该结果为CRC的治疗提供了一种潜在的新的策略。

 

 
 

FFPE样本

文章题目:Single-Cell Transcriptomic Analyses of Tumor Ecosystems and Spatial Architectures in Human Small Cell Lung Cancer(ImmunityIF: 31.428, 2022.4) 

中文题目:三级淋巴结构在肾细胞癌中产生和繁殖产生抗肿瘤抗体的浆细胞

doi: https://doi.org/10.1016/j.immuni.2022.02.001

 

自身免疫性疾病、慢性感染、移植物排斥和癌症中长期炎症和抗原持久性的组织中存在三级淋巴结构(TLS)。肿瘤内的TLS与愈后是否良好相关。TLS是在成纤维细胞网络上形成的淋巴聚集体,包括一个T细胞区,以及一个B细胞区。成熟的TLS存在一个中心(GC),其中包含T滤泡辅助(Tfh)细胞和与B细胞密切接触的滤泡树突状细胞。一些研究表明,含GC的成熟TLS,与临床预后有关。这在肝细胞癌、肺鳞状细胞癌、结直肠癌和胰癌中都有验证。本研究针对ccRCC原发性肿瘤,作者做了12个冷冻切片空间转录组和12个FFPE切片空间转录组并结合BCR分析、多色免疫荧光等分析,发现肿瘤中的三级淋巴结构产生成熟B细胞,血浆细胞扩散到肿瘤基部中,产生抗体与肿瘤细胞结合并引发其凋亡。

 

 
 

植物样本

文章题目:Spatial resolution of an integrated C4+CAM photosynthetic metabolism(BioRxiv,2021.11) 

中文题目:空间分辨率下的C4+CAM整合光合代谢途径

doi: https://doi.org/10.1101/2021.11.25.470062

 

本文以马齿苋叶片为研究对象,在空间层面整合了光合作用中C4及CAM(Crassulacean acid metabolism,景天酸代谢)两种不同代谢途径的细胞定位。作者通过激光显微技术对不同环境(水分充足及干旱环境,白天及夜间)叶片进行切割区分,获得叶肉,叶鞘及水分贮藏细胞,进行传统的转录组分析,并结合Visium空间转录组测序及叶片的组织区分,分析了C4及CAM相关的差异表达基因,建立流量平衡模型。这些数据及模型证明,在马齿苋中,C4和CAM途径与合成PEP相关的基因均在叶片中富集,而卡尔文循环相关基因只富集在叶鞘细胞中,表明马齿笕的CAM途径,不仅存在昼夜分离,也存在着空间的分离。接着作者又建立了双细胞-双(昼夜)阶段的光合代谢模型。当水分充足时,马齿笕叶片中只能检测到少量的CAM途径。而处于干旱环境时,可以进行C4+CAM代谢途径,此时马齿笕中的C4途径亦可利用CAM途径产生的苹果酸,大幅提高光合作用的效率。这一发现,对干旱环境下的作物改良,保证全球粮食安全,具有重大而深远的意义。

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