新工具使用RNA测序来绘制丰富的细胞和组织功能图

由麻省理工学院和哈佛大学布鲁德研究所的科学家开发的一项新技术给出了组织细胞组织的前所未有的观点。这种方法称为Slide-seq，它使用基因测序来绘制详细的三维组织图谱，不仅揭示了存在的细胞类型，还揭示了它们所处的位置以及它们正在做什么。

因为它不需要专门的成像设备，所以该技术可以用于生物学，遗传学和医学等多个领域的科学家，他们希望研究组织的细胞结构，或观察特定基因在组织中的活跃位置，器官，甚至整个生物。

这样的平台提供了无与伦比的组织细胞结构视图，基因在不同组织中所起的作用，以及损伤或其他扰动对组织的影响，为研究人员提供了前所未有的丰富的组织功能图谱。Slide-seq方法是在广泛的准成员Evan Macosko(哈佛大学精神病学助理教授)和广州的施密特研究员Fei Chen的实验室中开发的。这项工作出现在Science的网上。

在19世纪，神经生物学家SantiagoRamónyCajal用他详细的人体组织图画激发了科学界的兴趣，证明大脑是由单个细胞组成的。20世纪中期抗体的发展使得研究人员可以在细胞和组织中一次性查看蛋白质。近年来，RNA测序使科学家能够识别组织中存在哪些细胞类型以及哪些基因在基因组中被打开，而不是那些细胞精确定位的位置。

Slide-seq可以看作是这项技术发展的最新进展。

该技术以涂有橡胶涂层的玻璃载玻片或“冰球”开始，其中装有微粒或“珠子”，覆盖在独特的DNA条形码中。Broad团队对每个条形码进行排序，生成数据，以后用户可以确定测序读数在珠子阵列上的起源位置。

“这就像一种细胞形式的GPS，”共同第一作者，Macosko实验室研究生Robert Stickels说。“当我们构建这项技术时，我们希望让合作者能够轻松使用。我们预先完成所有成像和阵列生成，并将阵列提供给最终用户，这样他们就不需要具备显微镜专业知识。 “

在使用Broad提供的阵列进行的几个小时的工作中，研究人员可以将切片的新鲜冷冻组织转移到珠子表面并溶解组织，使mRNA转录物与条形码珠子结合。然后将条形码RNA文库在商业仪器上测序。由Broad团队开发并提供给最终用户的软件为每个测序读数分配位置，可以绘制这些软件以生成细胞类型或基因表达的高分辨率图谱，其信息比标准显微镜图像更丰富。

为了展示该工具的功能，该团队使用Slide-seq定位小鼠脑中小脑和海马内的细胞类型，突出显示详细的结构，包括一个细胞厚的细胞层。将Slide-seq应用于小鼠小脑切片，研究小组揭示了整个组织中基因活性变异的条带，这些模式表明使用传统的单细胞测序无法辨别的空间定义的亚群。

该团队还表明，Slide-seq可用于测试扰动的影响，用它来监测创伤性脑损伤小鼠模型中特定细胞类型的反应。通过过滤数据以显示单个基因的表达，他们发现即使在损伤发生很久之后，基于与损伤的接近度，神经元中也会启动一些基因。

研究人员还证明，堆叠一系列组织切片可以通过生成小鼠海马的动画三维重建来揭示三维组织结构和细胞功能，可以定制显示不同细胞类型或单个基因的表达。

“单细胞RNA测序非常适合告诉你样品中有哪种细胞，”共同作者Samuel Rodriques说道，他是Chen实验室的附属机构，也是广泛的准成员Ed Boyden实验室的麻省理工学院研究生。 。“但Slide-seq是一种全新的工具，它通过告诉我们细胞在组织中的位置来增加一个完全不同的维度。我们很高兴能与许多领域的合作者一起回答一些新的科学问题。”

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