掀開空間轉錄組學的面紗：可視化觀察組織中的基因表達

　　在一項新的研究中，來自瑞典卡羅琳斯卡研究所和皇家理工學院等機構的研究人員開發出一種新的被稱作空間轉錄組學（spatial transcriptomics）的高分辨率方法研究一種組織中哪些基因是有活性的。這種方法能夠被用于所有類型的組織中，而且在臨床前研究和癌癥診斷中是有價值的。相關研究結果發表在Science期刊上，論文標題為“Visualization and analysis of gene expression in tissue sections by spatial transcriptomics”。

　　疾病改變組織中RNA分子和蛋白表達。為了獲得關于疾病的更多知識和優化診斷方法，對組織樣品進行顯微研究經常在實驗室和醫院中開展，但是迄今為止，科學家們只能夠同時確定少量RNA分子的位置。

　　在這項新的研究中，來自瑞典卡羅琳斯卡研究所的Jonas Frisén教授團隊與來自瑞典皇家理工學院的Joakim Lundeberg教授團隊合作開發出一種新的方法，能夠分析所有RNA分子的數量，并且利用顯微鏡提供它們的空間信息。

　　Frisén教授說，“通過將組織切片放在載玻片上，在其上面，我們將DNA鏈與內置的地址標簽放在一起，這樣我們就能夠對活性基因產生的RNA分子進行標記。當我們分析組織樣品中的RNA分子存在時，這些地址標簽指示著這些RNA分子存在于組織切片中哪些地方，以及我們能夠獲得在哪些地方不同的基因是有活性的高分辨率信息。”

　　這些結果也在更加精確的診斷中是有價值的。當前的診斷方法是獲取一種組織樣品，將它磨碎，分析細胞混合物，但是其風險在于一些癌細胞被來自樣品中所有的其他細胞的信號稀釋掉，因而被忽略掉。

　　他繼續說道，“利用我們的方法，我們能夠獲取腫瘤信號，而且不會被稀釋掉。鑒于組織樣品中的不同部分都有它們的特異性地址標簽，我們能夠鑒定少量的腫瘤細胞。”研究人員利用小鼠腦瘤和人乳腺癌樣品證實了這一點。

　　這種方法能夠用于所有類型的組織和疾病中。它也能夠提供關于癌癥診斷中的疾病異質性的信息，就像在研究人乳腺癌樣品時所證實的那樣。

　　Frisén教授說，“它使得比以往更高分辨率和更精準地研究哪些基因在組織中是有活性的成為可能，而這在基礎研究和診斷中是有價值的。”

　　近期，國際學術權威刊物自然出版集團旗下子刊《Nature Protocols》在線發表了中國科學院生物化學與細胞生物學研究所細胞生物學國家重點實驗室景乃禾研究組的最新研究成果“Spatial transcriptomic analysis of cryosectioned tissue samples with Geo-seq”。研究工作建立了一種可以獲得具有空間位置信息的少量細胞轉錄組圖譜的技術方法。通過整合與優化單細胞測序和激光顯微切割技術，構建了一種能夠獲得少量細胞轉錄組信息、同時保留細胞原有位置信息的測序方法：Geo-seq。

　　中國科學院上海生化細胞所副研究員彭廣敦，是Geo-seq空間轉錄組學技術的主要開發者。 他將出席生物谷主辦的2017 多組學研究與臨床轉化前沿論壇(http：//meeting.bioon.com/2017multi)， 為我們詳解空間轉錄組測序技術。