在生物研究中荣刑，普通的轉錄組測序（RNA-seq）技術大家一定很熟悉了绒极，那么近幾年大熱的空間轉錄組技術是什么呢骏令？他和普通轉錄組技術有哪些區(qū)別，主要的研究領域在哪里垄提，我們?yōu)槭裁匆隹臻g轉錄組研究呢榔袋？單細胞轉錄組和空間轉錄組之間又有什么關系呢周拐？針對這些問題今天請大家和我一起探索吧！
1凰兑、 什么是空間轉錄組學妥粟？
空間轉錄組簡單地說就是一個完整的組織樣本中不同位置的全部轉錄組數據信息。目前空間轉錄組技術已經被廣泛應用于神經生物學吏够、發(fā)育生物學勾给、腫瘤生物學等領域。
2锅知、空間轉錄組技術有哪些播急？
通過對相關文獻的查閱發(fā)現空間轉錄組學的方法可分為圖1中的四類：
（1） 用于空間重建的計算策略和組學實驗的組合
這種計算方法可以充分利用內在基因表達模式或共表達的趨勢，從單個細胞的大量轉錄組數據中重構細胞間的環(huán)境售睹。然而旅择，這些推論方法在某些情況下僅呈現空間趨勢或特定組織的總體布局。
（2）使用激光捕獲顯微切割（LCM）結合高通量進行直接測量
基于LCM的轉錄組學或基因組學成功地獲得了單個細胞的空間轉錄組侣姆，盡管其通量很低，但是在可以標記成千上萬個單個細胞位置的多路復用條形碼策略可行之前沉噩，將少量細胞的數據粗略地整合到構成器官的巨大背景中捺宗，可能具有一定價值。
（3）使用熒光物質的基于圖像的原位轉錄組學
該技術基于圖像的原位轉錄組學在很大程度上增加了可檢測區(qū)域川蒙，但也存在一些問題蚜厉，例如幾種smFISH方法很難從包括信號干擾、轉錄本積累等復雜背景中提取單個細胞畜眨。
（4）基于寡核苷酸的空間條形碼再加上高通量
是目前較為先進的空間轉錄組技術昼牛，不僅可以對細胞內表達的基因進行精確定位，且具有較高的通量康聂。雖然測序成本較高贰健，但是已有10×、華大恬汁、百邁客等多家公司的自主產品實現了商業(yè)化伶椿。隨著技術的不斷成熟，空間轉錄組技術的成本在未來將可能得到進一步的下降氓侧。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖1 四種空間分辨轉錄組的示意圖
3脊另、為什么要做空間轉錄組研究？
轉錄的異質性主要是由不同功能和類型的細胞约巷、發(fā)育時間和區(qū)域這幾個因素相結合構成的偎痛。上一期跟大家探討的單細胞轉錄組技術可以在單細胞水平上對轉錄過程進行分析，該技術也極大提高了我們從異質性樣本中分析細胞類型特異性基因調控網絡的能力独郎。盡管單細胞ＲＮＡ測序技術極大地擴展了人們對細胞群體異質性的認識踩麦，但是進行單細胞測序需要將細胞從組織中解離枚赡，從而導致細胞空間位置信息的丟失，因此每個細胞中各種基因的空間坐標信息就無從得知了靖榕。在生物學研究中标锄，細胞的位置信息對細胞命運調控和細胞譜系的發(fā)生過程研究十分重要。因此茁计，為了更好地研究細胞間的互作與調控料皇，對其轉錄異質性和空間坐標的研究是十分必要的。
4星压、空間轉錄組的研究領域
（1）神經生物學
空間轉錄組學可以將腦細胞類型與形態(tài)學践剂、生理學和連接性相關的功能學聯系起來，從而全面了解腦神經回路娜膘。
（2）發(fā)育生物學
在胚胎發(fā)育的早期逊脯，細胞根據生長發(fā)育的需要分化為特定細胞，這些細胞的分化軌跡和發(fā)育譜系及其在組織中的空間定位對組織器官的正常發(fā)育至關重要竣贪。
（3）腫瘤生物學
空間轉錄組技術能夠直接觀測到不同組織區(qū)域基因表達的異質性军洼，因此非常適用于腫瘤組織的異質性研究。
（4）除了在神經生物學演怎、發(fā)育生物學匕争、腫瘤生物學中的研究外，空間轉錄組技術也逐漸在免疫學爷耀、病理學等領域嶄露頭角甘桑。
5、單細胞與空間轉錄組的關系
單細胞轉錄組測序可以每個轉錄物與單個細胞相關聯歹叮，但關于這些轉錄物在組織中的位置信息丟失了跑杭，空間轉錄組學技術可以知道轉錄物的位置，但是細胞的亞型和哪個細胞產生了哪些具體轉錄物卻無從得知咆耿。因此若是能將兩種技術一起整合運用德谅，對疾病治療、個體發(fā)育等領域將會有很大的幫助萨螺。
通過這兩期內容女阀，相信大家已經對單細胞和空間轉錄組技術有了一定的了解，那么從下周開始我也會不定期地更新一些和單細胞與空間轉錄組相關的前沿文獻解讀（包括但不限于植物）屑迂，希望大家跟著我的腳步一起洞察生命科學的瑰麗浸策，探索生命科學的奧秘！
