SpatialDB:空間轉錄組數(shù)據(jù)庫

SpatialDB:a database for spatially resolved transcriptomes, Nucleic Acids Research,gkz934, https://doi.org/10.1093/nar/gkz934

空間解析轉錄組學技術允許對組織中細胞的空間組織進行表征爆班,這將徹底改變組織功能和疾病病理學的研究。檢測空間基因表達模式的新策略正在出現(xiàn)烤镐,空間解析轉錄組數(shù)據(jù)正在迅速積累蛋济。然而,由于策略的多樣性和數(shù)據(jù)分析的復雜性炮叶,生物學家利用這些數(shù)據(jù)并不方便碗旅。

中國科學院生物物理研究所陳潤生院士團隊開發(fā)了針對空間轉錄組技術和數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)庫SpatialDB,可供研究人員有效使用已發(fā)布的空間轉錄組數(shù)據(jù)镜悉。據(jù)悉祟辟,SpatialDB是首個單細胞空間轉錄組數(shù)據(jù)分析可視化平臺,該平臺建立了空間轉錄組數(shù)據(jù)分析處理流程侣肄,實現(xiàn)了空間轉錄組數(shù)據(jù)的在線可視化旧困,同時提供了空間差異表達基因及其功能富集分析的注釋,可用于快速檢索特定目標組織中的基因表達空間信息。(陳潤生院士團隊搭建首個單細胞空間轉錄組數(shù)據(jù)分析可視化平臺 | Nucleic Acids Research)

SpatialDB是第一個用于空間解析的轉錄組技術和數(shù)據(jù)集的管理數(shù)據(jù)庫吼具。SpatialDB的當前版本包含了來自5個物種的24個數(shù)據(jù)集(305個子數(shù)據(jù)集)僚纷,這些數(shù)據(jù)集是由8種空間分辨轉錄組技術產生的。SpatialDB提供了一個用戶友好的web界面拗盒,用于可視化和比較空間解析的轉錄組數(shù)據(jù)怖竭。為了進一步探索這些數(shù)據(jù),SpatialDB還提供了空間可變基因及其功能豐富的注釋陡蝇。SpatialDB為研究界研究組織的空間細胞結構提供了一個資料庫痊臭,可能為了解疾病中的細胞微環(huán)境帶來新的見解。SpatialDB可在https://www.spatialomics.org/SpatialDB免費下載登夫。

SpatialDB數(shù)據(jù)庫概述广匙。從公共資源中收集八種技術生成的空間解析轉錄組數(shù)據(jù)。SpatialDB為這些數(shù)據(jù)的在線可視化和比較提供了一個web界面恼策。用戶可以瀏覽鸦致、搜索和下載數(shù)據(jù)集、SV基因及其功能注釋涣楷。

人類細胞圖譜項目的主要目標之一是描述所有細胞類型的空間關系蹋凝。同時基于表達特征對多種細胞類型進行空間映射,有助于研究不同細胞類型之間的相互作用总棵。已經發(fā)展了一些策略來檢測單細胞分辨率的空間基因表達譜,如Slide-seq改含、seqFISH或MERFISH情龄。為了更有效地為研究群體探索空間基因表達數(shù)據(jù),我們構建了SpatialDB數(shù)據(jù)庫用于空間解析的轉錄組捍壤。

人類細胞圖譜項目極大地推動了單細胞水平的生命科學研究骤视。空間轉錄組學技術的發(fā)展和空間基因表達數(shù)據(jù)的快速積累是未來的發(fā)展趨勢鹃觉。我們將繼續(xù)收集新的技術和數(shù)據(jù)集來更新SpatialDB专酗。此外,我們將整合更多的工具和數(shù)據(jù)源來分析數(shù)據(jù).

SpatialDB: a database for spatially resolved transcriptomes

空間轉錄組學(ST)

空間轉錄組學(ST)是一種方法盗扇,允許在組織樣本中可視化和定量分析轉錄組與空間分辨率祷肯。通過在載玻片上排列含有位置條形碼的寡核苷酸的組織切片,該方法聲稱可以生成具有精確位置信息的高質量的RNA-seq cDNA文庫疗隶。條形碼芯片有1007個帶有獨特條形碼序列的引物位點佑笋。每個位置都有一個直徑100μm(對應于一個組織域)中心到中心的距離是200μm。

Slide-seq

Slide-seq是一種將組織切片中的RNA轉移到表面覆蓋著dna條形碼的已知位置的珠子上的方法斑鼻,通過測序可以推斷出RNA的位置蒋纬。獨特DNA-barcoded 10-μm微粒(“珠子”)填充橡膠外殼的玻璃蓋玻片上形成單層稱為“冰球 puck ”。每個珠子獨特的條形碼序列是通過固體(通過寡核苷酸連接和檢測進行排序)化學方法確定的。10微米的新鮮冷凍組織切片通過冷凍切片轉移到干燥的珠表面蜀备。從組織釋放的mRNA被捕獲到珠子上关摇,用于制備3 '端、條形碼RNA-seq文庫碾阁。

Laser capture microdissection sequencing (LCM-seq)

激光捕獲顯微解剖測序(LCM-seq)是一種技術,激光用于切除一小群細胞或甚至單個細胞內相對較大的地區(qū)組織部分安裝在一個特殊的支持矩陣,然后將捕獲的材料為下游試管RNA序列输虱。脊髓與老鼠幼崽在12μm分段厚度在頸椎和腰椎水平,MNs采用組織基因染色瓷蛙,用Leica LMD7000系統(tǒng)捕獲并收集到PCR管中悼瓮。細胞裂解,cDNA合成艰猬,擴增和分析使用生物分析儀和測序文庫隨后準備横堡。50個捕獲的MNs作為cDNA分析的樣本。


Sequential fluorescence in situ hybridization (seqFISH)

序列熒光原位雜交(seqFISH):在seqFISH中冠桃,針對基因的初級探針在細胞中雜交命贴。主探針上的懸置序列對應于四輪條形碼。在每個偽彩色雜交讀出輪中食听,只有二十分之一的總基因被讀出探針標記胸蛛,從而降低了每個圖像中的轉錄本密度。然后通過高斯擬合對每個偽色中的mRNA點進行定位樱报,并將其折疊成超分辨圖像葬项。每個基因只在一個熒光通道中編碼。


Multiplexed error-robust fluorescence in situ hybridization (MERFISH)

多路錯誤-魯棒熒光原位雜交(MERFISH)是一種單分子成像方法迹蛤,通過使用具有檢測和/或糾正錯誤的編碼方案的組合FISH標記民珍,可以在單個細胞中成像數(shù)千種RNA物種。通過多個(N)不同的信號來識別每個RNA物種的組合標記提供了一種快速增加可以同時在單個細胞中探測的RNA物種數(shù)量的方法盗飒。每個RNA物種都用一個N位二進制字進行編碼嚷量,然后用N輪相應的雜交來探測樣本,每一輪只針對應該在相應位上讀“1”的RNA子集逆趣。N輪雜交將使2N - 1種RNA被探測到蝶溶。


Paired-cell sequencing

配對細胞測序是對配對細胞的mRNA進行測序,并利用一種細胞類型的空間分辨基因表達來推斷配對的組織坐標的方法宣渗。將該方法應用于肝細胞對和肝內皮細胞對抖所。利用肝細胞的空間信息,重構LEC分帶落包,提取標志性基因板部蛇,用于LEC scRNA-seq數(shù)據(jù)的空間定位。放大后的面積代表了一個典型的孔中心正弦單元咐蝇。一個典型的單位由10-15個肝細胞組成涯鲁,在分析成對細胞和單個細胞時巷查,粗顆粒分為8或4個同心層。配對細胞RNA測序利用肝細胞分帶確定組織定位抹腿,單細胞RNA-seq提取LECs特異性基因岛请。LEC分帶是通過對LEC基因在空間定位對中的表達進行平均得到的。該數(shù)據(jù)集還用于提取LEC標記基因以定位單個LECs警绩。


Geographical position sequencing (Geo-seq)

地理位置測序(Geo-seq)是一種將激光捕獲顯微解剖(LCM)技術與單細胞RNA-seq技術相結合的方法崇败。激光捕獲技術從C57BL/6晚中期條帶期(E7.0)上胚層的每個樣本切片(S1-S11)的前(A)、后(P)和側(左/右肩祥,L/R)四個象限中捕獲細胞后室,并通過RNA-seq分析。


Tomo-seq

Tomo-seq:在Tomo-seq中混狠,樣品被冷凍成薄片岸霹。使用TRIzol試劑從單個切片中提取RNA,使用帶有特定區(qū)域條形碼的寡脫氧胸腺嘧啶引物啟動逆轉錄将饺,從而使文庫制備之前可以形成樣本池贡避。胚胎被低溫切割成50-100個切片,并收集在單個Eppendorf管中進行空間分辨轉錄組予弧。每個單獨的片段進行RNA提取刮吧,然后進行逆轉錄。然后通過體外轉錄將樣本匯集并放大掖蛤。


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