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強強聯手 | 單細胞測序 & 空間轉錄組測序揭示腸道發育
發布時間:2021-01-27 瀏覽次數:8772
腸道是人體大的屏障器官,與腸道微生物共生協調營養需求和免疫。多種相互關聯的細胞類型構成了成熟的腸道及其不同的形態,但其發育的分子基礎仍不清楚。

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來自牛津大學 Simmons 和 Koohy 教授團隊通過 單細胞測序聯合空間轉錄組技術 來研究腸道發育過程中形態的變化。研究對來自 17 例胚胎的 77 個樣本進行了 單細胞 RNA 測序 (使用寡核苷酸標記抗體的多重混樣技術)以及對來自 5 個樣本的 8 張切片進行了 空間轉錄組測序 。通過一系列的生物信息學分析方法,包括細胞間通訊網絡構建,SCENIC 轉錄因子模塊分析,擬時序分析,RNA  速率分析,基因功能富集分析等,共鑒定了 101 種細胞類型,包括上皮細胞和間充質祖細胞群和與關鍵形態發生的重要程序。作者描述了隱窩 - 絨毛軸形成的原理,發育中的腸道的神經、血管、間充質形態發生和免疫群體。確定了發育中的成纖維細胞和肌成纖維細胞亞型的分化層次,并描述了它們的不同功能,包括作為血管生態位細胞的功能。作者確定了 Peyer’s patches 和 gut-associated lymphoid tissue (GALT) 的起源,并描述了位置特異性免疫程序。提出了一個無偏倚的分析形態梯度,可以用來指引連續的細胞分化、定義細胞、以及罕見的發育性腸道疾病相關的位置區域。此外,作者還編制了一個公開的胎兒腸道在時間和空間層面發育(STAR-FINDer)  的在線數據庫,以促進進一步的工作。

單細胞測序 + 空間轉錄組測序研究路線圖

圖   研究路線圖

空間轉錄組學技術 的優勢:知道轉錄本的位置,不能獲得詳細的細胞類群信息。

單細胞 RNA 測序技術 的優勢:可以將每個轉錄本與單個細胞聯系起來,但是關于這些轉錄本在組織中的位置的信息丟失了。

單細胞測序 + 空間轉錄組測序 :優勢互補,同時獲得細胞類型群體,以及基因表達和細胞的空間位置信息。


參考文獻:

Fawkner-Corbett D, Antanaviciute A, Parikh K, et al. Spatiotemporal analysis of human intestinal development at single-cell resolution[J]. Cell.

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