基于微流控的低成本空間轉(zhuǎn)錄組測序方法

空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)是揭示組織精細(xì)解剖位置的組學(xué)工具?；?a href="http://wenjunhu.com/tags/高通/" target="_blank">高通量測序的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)具有檢測結(jié)果無偏移、使用門檻低等優(yōu)勢。目前，科學(xué)家開發(fā)了多種技術(shù)構(gòu)建條形碼RNA捕獲陣列，然而難以實(shí)現(xiàn)成本、探針編碼復(fù)雜度、基因捕獲靈敏度和空間分辨率之間的平衡關(guān)系。

近日，吉林大學(xué)張俊虎、梁重陽團(tuán)隊(duì)在預(yù)印本bioRxiv上發(fā)表了題為“Well-ST-seq: cost-effective spatial transcriptomics at cellular level and high RNA capture efficiency”的文章，報(bào)道了一種低成本、細(xì)胞分辨率水平、高RNA捕獲效率的空間轉(zhuǎn)錄組測序（ST-seq）方法。

該技術(shù)將帶有高密度活性基團(tuán)的微珠排列于微井陣列，再采用微流控技術(shù)對微珠陣列進(jìn)行編碼，生成高密度的RNA捕獲探針，其靈敏度可達(dá)3896 UMIs/10微米。該探針陣列制備全程未用到大型精密儀器，具有小型化、低成本優(yōu)勢，構(gòu)建成本約為1.21美元/mm2。

Well-ST-seq技術(shù)概述

此外，該技術(shù)空間分辨率由微孔道及微井陣列尺寸控制，可實(shí)現(xiàn)10微米分辨率的空間轉(zhuǎn)錄組測序。

通過Well-ST-seq-10 μm繪制小鼠海馬的高空間分辨率圖譜

為了驗(yàn)證Well-ST-seq在高分辨率空間轉(zhuǎn)錄組測序方面的靈活性，研究團(tuán)隊(duì)制作了10 μm分辨率的微通道和微孔陣列，并選擇小鼠大腦的海馬區(qū)域進(jìn)行組織切片。Well-ST-10 μm和Well-ST-20 μm數(shù)據(jù)中標(biāo)記基因的空間表達(dá)圖譜顯示出了高度的一致性。Well-ST-10 μm檢測到的標(biāo)記基因表達(dá)與Allen小鼠腦圖譜（AMBA）的ISH數(shù)據(jù)一致，進(jìn)一步驗(yàn)證了Well-ST-seq的準(zhǔn)確性。

而與Well-ST-seq-20 μm數(shù)據(jù)相比，Well-ST-seq-10 μm生成的空間地圖顯示出更詳細(xì)的解剖形態(tài)，與組織切片的HE染色圖像一致；與基于ABMA注釋結(jié)果的解剖學(xué)定義的腦區(qū)很好地對應(yīng)，并且集群的標(biāo)記基因表現(xiàn)出差異表達(dá)模式。結(jié)果表明，Well-ST-seq能夠進(jìn)行高分辨率的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析。

總而言之，該技術(shù)為空間單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序提供了低成本的解決方案，且實(shí)現(xiàn)了高靈敏度、分辨率、可伸縮性以及與現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的兼容性，是一種高效、經(jīng)濟(jì)、便利的原位捕獲和分析方法，為空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究開辟了新的可能性。




審核編輯：劉清