10x Genomics Visium空间基因表达解决方案

了解组织内细胞及其构成之间的关系对于理解正常发育过程和疾病病理过程至关重要。但是由于组织的复杂性，通常难以采用高通量的方式在分子水平上研究组织功能。虽然免疫组织化学和H＆E染色是基于蛋白质表达和细胞形态研究组织结构的基础工具，但空间转录组学技术的最新进展可以将传统组织学技术的优势与RNA测序的高通量特点相结合。能够对基因表达信息进行分层的能力可以使我们在组织载玻片上捕获更清晰、更全面的生物学图像。

10x Genomics最新预发布的Visium空间基因表达解决方案（Visium Spatial Gene Expression Solution）使您可以轻松地将空间转录组学技术应用到组织切片和染色的标准方法中，从而研究空间分辨率下整个转录组mRNA的表达情况，同时在同一组织切片中获得组织学相关信息。该解决方案可在现有实验室基础设施中轻松采用，可在各种组织中呈现基因表达空间分辨率水平的可视化信息（兼容样本类型详见下文），而无需进行目标预选。该解决方案在识别不同细胞群的同时保留了空间背景，为理解细胞功能、表型和组织微环境中的位置关系提供了重要信息，呈现了组织和基因表达复杂性的新视图。该方案广泛适用于癌症、肿瘤免疫学、神经科学、发育生物学等领域的研究（点击图片查看大图）。

目前已测试过如下组织类型：

人：心脏、肾脏、卵巢、乳房、淋巴结

小鼠：脂肪、脑、小肠、胃、肝脏、大脑、四头肌、肺、睾丸、甲状腺、眼睛、舌头、大肠、脾脏、乳腺

大鼠：脑、肾脏、心脏

*此表仅列出了目前为止经过测试的样本类型，更多兼容样本类型更新请参考10x Genomics官方网站

用于文库构建的每张载玻片上有四个捕获区域（6.5x6.5mm），每个捕获区域含有5000个被条形码标记的点（barcoded spots），直径为55 μm，（两点之间中心的距离为100 μm），每个点都有一个独特的条形码序列。当RNA从组织切片的细胞中释放出来后，迁移到每个点的RNA会被标记上相应的条形码序列，然后进行文库构建并进行测序。接下来，根据数据的条形码信息对数据进行分配，以确定哪些数据来自哪个位置。最终实现空间基因表达的可视化。

Visium空间基因表达解决方案优势

l 在多种样本类型中获得完整组织切片的无偏和高通量的基因表达分析

l 可以检测同一组织切片的组织学和mRNA谱，发现新的组织生物标志物

l 揭示生物结构，了解局部细胞如何在正常和病变组织内相互作用

l 无需事先分离样品即可进行基因表达研究

l 在没有细胞亚型或细胞标记物的先验知识的情况下表征细胞群

l 分析和理解基因表达异质性以及它如何影响您的生物系统

l 通过添加基因表达信息来确认、表征或拒绝形态学结论

Visium空间基因表达解决方案特点

Visium空间基因表达解决方案工作流程

  将新鲜冷冻的组织切片，置于文库制备载玻片上，经过固定，染色和透化后，释放出mRNA，mRNA与空间条形码捕获探针相结合，从而捕获基因表达信息。然后将捕获的mRNA合成cDNA并制备测序文库。测序后，对数据进行可视化分析。从样品到文库制备的工作流程可在1天内完成。

小鼠大脑中空间分辨率的表达及聚类

A.对小鼠大脑切片进行H＆E染色，成像，然后通过Visium空间基因表达解决方案工作流程进行处理；B.展示了含有UMI计数的数据与组织空间位置的图像叠加；C.总基因计数；D. 基于总差异表达基因的空间naÏve聚类（spatially naÏve clustering）。最右边显示了相比于其他细胞簇，在细胞簇4（绿色）中高表达的基因。

小鼠大脑中空间分辨率的基因表达

A. H＆E染色小鼠冠状脑组织切片；基因Selenow（B）和基因Tmsb4x（C）的空间mRNA表达为大脑中已知的表达模式，主要在海马体中表达。图中结果显示了这两个基因在海马体中有显著表达，并且与已知的表达模式一致（注意：点大小不是按比例缩放）。

文章转自10x Genomics