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强强联手 | 单细胞测序 & 空间转录组测序揭示肠道发育
发布时间:2021-01-27 浏览次数:197
肠道是人体最大的屏障器官,与肠道微生物共生协调营养需求和免疫。多种相互关联的细胞类型构成了成熟的肠道及其不同的形态,但其发育的分子基础仍不清楚。

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来自牛津大学 Simmons 和 Koohy 教授团队通过 单细胞测序联合空间转录组技术 来研究肠道发育过程中形态的变化。研究对来自 17 例胚胎的 77 个样本进行了 单细胞 RNA 测序 (使用寡核苷酸标记抗体的多重混样技术)以及对来自 5 个样本的 8 张切片进行了 空间转录组测序 。通过一系列的生物信息学分析方法,包括细胞间通讯网络构建,SCENIC 转录因子模块分析,拟时序分析,RNA  速率分析,基因功能富集分析等,最终共鉴定了 101 种细胞类型,包括上皮细胞和间充质祖细胞群和与关键形态发生的重要程序。作者描述了隐窝 - 绒毛轴形成的原理,发育中的肠道的神经、血管、间充质形态发生和免疫群体。确定了发育中的成纤维细胞和肌成纤维细胞亚型的分化层次,并描述了它们的不同功能,包括作为血管生态位细胞的功能。作者确定了 Peyer’s patches 和 gut-associated lymphoid tissue (GALT) 的起源,并描述了位置特异性免疫程序。提出了一个无偏倚的分析形态梯度,可以用来指引连续的细胞分化、定义细胞、以及罕见的发育性肠道疾病相关的位置区域。此外,作者还编制了一个公开的胎儿肠道在时间和空间层面发育(STAR-FINDer)  的在线数据库,以促进进一步的工作。

单细胞测序 + 空间转录组测序研究路线图

图   研究路线图

空间转录组学技术 的优势:知道转录本的位置,不能获得详细的细胞类群信息。

单细胞 RNA 测序技术 的优势:可以将每个转录本与单个细胞联系起来,但是关于这些转录本在组织中的位置的信息丢失了。

单细胞测序 + 空间转录组测序 :优势互补,同时获得细胞类型群体,以及基因表达和细胞的空间位置信息。


参考文献:

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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