《Nature | 多尺度拓扑分析在亚细胞空间转录组学中用于对细胞进行分类》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-06-22
  • 2024年6月19日,牛津大学的研究人员在Nature发表题为Multiscale topology classifies cells in subcellular spatial transcriptomics的文章。

    随着生物技术的快速发展,空间转录组学已经成为研究组织内基因表达模式的重要工具。然而,传统的空间转录组学方法面临着转录组深度、空间分辨率和样本大小之间的权衡。虽然图像分割技术在某些研究中发挥了重要作用,但受限于成像质量和组织异质性,其应用范围仍有所限制。

    该研究提出了一种多尺度的方法,旨在自动在亚细胞水平上分类细胞类型。该方法不仅利用了转录组信息,还结合了空间上下文,从而能够在目标转录组和全转录组空间平台上实现更精确的细胞分类和形态识别。研究以人类肾脏组织和小鼠免疫细胞为模型,展示了该方法的实际应用和优势。此外,研究还探索了如何利用这些细胞类型的空间关系,结合多参数持久同调性的拓扑管道,来识别特定疾病模型(如狼疮性肾炎小鼠模型)的特征。

    该研究的意义在于为空间转录组学领域提供了一种新的分析框架,该框架能够充分利用亚细胞水平的转录组信息和空间上下文,实现更准确的细胞类型识别和形态分析。这不仅有助于深入理解组织内基因表达的复杂性和动态性,还为疾病诊断和治疗提供了新的视角和方法。通过验证该框架在狼疮性肾炎小鼠模型中的应用效果,研究展示了其在实际应用中的潜力和价值。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07563-1
相关报告
  • 《Nature | 小鼠全脑高分辨率单细胞空间转录组图谱》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-09-28
    • 2023年9月27日,MIT化学系、Broad 研究所的王潇研究组在Nature上发表了题为Spatial atlas of the mouse central nervous system at molecular resolution的文章。研究人员采用原位测序技术STARmap PLUS,以194 X 194 X 345 nm3体素尺寸在亚细胞分辨率水平上对成年小鼠全脑和脊髓中17个冠状切面和3个矢状切面组织切片中的1,022个基因进行了检测,使用细胞分割算法ClusterMap得到了109万个高质量空间分辨单细胞基因表达。通过大规模的单细胞分析注释,用空间基因表达定义了更精细的组织区域。 这项工作为理解小鼠中枢神经系统提供了一个大规模的分子空间图谱,囊括了超过一百万个细胞,以及他们的基因表达特征、空间坐标、分子细胞类型、分子组织区域类型,以及遗传操作可及性。这项工作为建立分子空间图谱提供了实验和计算的框架,涵盖了从单个RNA分子到单细胞再到器官组织区域的跨越多个空间尺度的分析,为神经科学研究提供了重要的数据和工具。作者们已将这套图谱开放共享(http://brain.spatial-atlas.net/),供研究者探索。 本文内容转载自“BioArt”微信公众号。 原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/u5Q6AL3JL83XDEiLJjKKuQ
  • 《Science | 多尺度光催化邻近标记揭示细胞表面和细胞之间的邻接关系》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-07-23
    • 2024年7月19日,加州大学旧金山分校的研究人员在Science发表题为Multiscale photocatalytic proximity labeling reveals cell surface neighbors on and between cells的文章。 近距离标记蛋白质组学(PLP)策略是获得蛋白质邻域快照的有力方法。该研究介绍了一种分辨率可调的多尺度 PLP 方法,该方法使用了一种市售的光催化剂 Eosin Y,在可见光照射下可激活不同标记半径的光致发光物。 研究人员将该平台用于分析致癌表皮生长因子受体的邻域,并利用免疫测定和 AlphaFold-Multimer 预测对 20 多个邻域进行了正交验证。研究人员进一步分析了由双特异性 T 细胞啮合因子和嵌合抗原受体 T 细胞诱导的细胞-细胞突触的蛋白质邻域。这个集成的多尺度 PLP 平台绘制了细胞表面和细胞表面之间的局部和远端蛋白质网络,这将有助于系统地构建细胞表面相互作用组,揭示水平信号传导伙伴,发现新的免疫治疗机会。