空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和普通測(cè)序的區(qū)別
傳統(tǒng)的普通轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，即bulk RNA-seq，無法解析組織中每個(gè)細(xì)胞的表達(dá)譜，得到是大量多種細(xì)胞混合在一起的整體表達(dá)譜，對(duì)于組織中細(xì)胞異質(zhì)性無能為力。單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序（Single-cell RNA sequencing，scRNA-seq）技術(shù)的產(chǎn)生，尤其是像10X genomics等高通量單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)發(fā)展，使得我們能夠獲取組織內(nèi)每個(gè)細(xì)胞的表達(dá)情況，從而解析組織內(nèi)細(xì)胞異質(zhì)性；但scRNA-seq測(cè)序前的組織解離導(dǎo)致空間信息丟失，從而限制了我們對(duì)組織中細(xì)胞相互作用和空間分布的理解；
但是這些技術(shù)遺憾地丟失了基因表達(dá)的空間信息，而基因表達(dá)的空間特異性對(duì)于組織正常行使功能非常重要。因此，科學(xué)家們發(fā)明了空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)（spatial transcriptomics, ST），來解析組織中基因表達(dá)的空間異質(zhì)性，比如10X Visium空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)。10X Visium將組織切片與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)合，實(shí)現(xiàn)空間信息和轉(zhuǎn)錄本信息的獲取，添加基因表達(dá)空間分布信息，進(jìn)一步提高組織內(nèi)部分辨率。
10X Visium空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)原理
10X Visium平臺(tái)空間轉(zhuǎn)錄組用于文庫構(gòu)建的每張載玻片上有四個(gè)捕獲區(qū)域，每個(gè)捕獲區(qū)域的大小為6.5×6.5mm，包含約5000個(gè)被條形碼標(biāo)記的spot（barcoded spots），每個(gè)spot的直徑為55 μm，spot和spot之間中心的距離為100 μm，并且每個(gè)spot都有一個(gè)唯一的barcode序列。每個(gè)spot上的條形碼都由4部分組成，truseq read1測(cè)序通用引物、spatial barcode、UMI（uniuqe molecular identifier）和poly(dT),其中所有spot的truseq read1測(cè)序通用引物都一樣，每個(gè)spot的spatial barcode都與其他spot不同，用于識(shí)別空間位置，UMI用于校正PCR擴(kuò)增偏好，poly(dT)用于和mRNA的polyA尾巴相結(jié)合捕獲mRNA。
組織切片的細(xì)胞中會(huì)釋放出mRNA，遷移到每個(gè)spot的mRNA會(huì)被標(biāo)記上相應(yīng)的barcode序列，然后進(jìn)行文庫構(gòu)建并進(jìn)行測(cè)序。
最后，根據(jù)數(shù)據(jù)的條形碼信息對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定哪些數(shù)據(jù)來自哪個(gè)位置，從而實(shí)現(xiàn)空間基因表達(dá)的可視化。
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