空間轉(zhuǎn)錄組在神經(jīng)學方向的應用

空間轉(zhuǎn)錄組（Spatial Transcriptomics，ST）基于10X Visium平臺，是以高空間分辨率解析RNA-seq數(shù)據(jù)的技術，實現(xiàn)解析單個組織切片中的所有RNA，從而能夠定位和區(qū)分功能基因在特定組織區(qū)域內(nèi)的活躍表達信息，對于癌癥、免疫、腫瘤免疫相互作用，組織微環(huán)境，神經(jīng)和發(fā)育等領域，有著令人期待的應用前景。

大腦是一個具有精密組織結(jié)構(gòu)的重要器官。對于大腦結(jié)構(gòu)-功能的關系、發(fā)育過程中大腦皮層以及退行性神經(jīng)疾病領域的研究，空間轉(zhuǎn)錄組可以揭示更多的信息。單細胞和空間轉(zhuǎn)錄組結(jié)合可以將關注的細胞類型及亞型√確的錨定到空間位置上，解析不同功能區(qū)域與細胞類型及亞型的關聯(lián)性。

文獻一

英文題目：Neuroinflammatory astrocyte subtypes in the?mouse brain

中文題目：小鼠大腦神經(jīng)炎性星形細胞亞型

期刊：nature neuroscience

IF：24.884

文獻鏈接：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/34413515

實驗材料：脂多糖（LPS）和生理鹽水（saline）處理的雄性和雌性小鼠進行scRNA-seq，共捕獲79944個星形膠質(zhì)細胞。3個LPS和saline小鼠大腦組織切片進行空間轉(zhuǎn)錄組。

研究背景：星形膠質(zhì)細胞在感染、急性損傷和慢性神經(jīng)退行性疾病后發(fā)生炎癥轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變是如何受到時間和性別的影響，它在單細胞水平上的異質(zhì)性，以及亞狀態(tài)在大腦中的空間位置上如何分布，目前仍不清楚。

研究結(jié)論：在本研究中作者使用細菌細胞壁內(nèi)毒素脂多糖研究小鼠皮質(zhì)星形膠質(zhì)細胞在急性炎癥刺激后的轉(zhuǎn)錄組變化。發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細胞的轉(zhuǎn)錄組變化發(fā)生在數(shù)小時內(nèi)，隨著時間的推移急劇變化。通過對約80000個星形膠質(zhì)細胞進行單細胞測序，發(fā)現(xiàn)炎癥引起廣譜的反應，亞型星形膠質(zhì)細胞經(jīng)歷了不同的炎癥轉(zhuǎn)變，并具有明確的轉(zhuǎn)錄組特征。利用空間轉(zhuǎn)錄組學和原位雜交技術將炎癥誘導的反應性星形膠質(zhì)細胞的關鍵亞狀態(tài)錨定大腦區(qū)域?？傊?，數(shù)據(jù)集為分析星形膠質(zhì)細胞異質(zhì)性提供了強大的資源，并將有助于理解局部受限反應性星形膠質(zhì)細胞亞狀態(tài)的生物學重要性。

文獻二

英文題目：Neuroinflammatory astrocyte subtypes in the?mouse brain

中文題目：小鼠大腦神經(jīng)炎性星形細胞亞型

期刊：nature neuroscience

IF：24.884

文獻鏈接：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/34413515

實驗材料：脂多糖（LPS）和生理鹽水（saline）處理的雄性和雌性小鼠進行scRNA-seq，共捕獲79944個星形膠質(zhì)細胞。3個LPS和saline小鼠大腦組織切片進行空間轉(zhuǎn)錄組。

研究背景：星形膠質(zhì)細胞在感染、急性損傷和慢性神經(jīng)退行性疾病后發(fā)生炎癥轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變是如何受到時間和性別的影響，它在單細胞水平上的異質(zhì)性，以及亞狀態(tài)在大腦中的空間位置上如何分布，目前仍不清楚。

研究結(jié)論：在本研究中作者使用細菌細胞壁內(nèi)毒素脂多糖研究小鼠皮質(zhì)星形膠質(zhì)細胞在急性炎癥刺激后的轉(zhuǎn)錄組變化。發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細胞的轉(zhuǎn)錄組變化發(fā)生在數(shù)小時內(nèi)，隨著時間的推移急劇變化。通過對約80000個星形膠質(zhì)細胞進行單細胞測序，發(fā)現(xiàn)炎癥引起廣譜的反應，亞型星形膠質(zhì)細胞經(jīng)歷了不同的炎癥轉(zhuǎn)變，并具有明確的轉(zhuǎn)錄組特征。利用轉(zhuǎn)空間錄組學和原位雜交技術將炎癥誘導的反應性星形膠質(zhì)細胞的關鍵亞狀態(tài)錨定大腦區(qū)域?？傊?，數(shù)據(jù)集為分析星形膠質(zhì)細胞異質(zhì)性提供了強大的資源，并將有助于理解局部受限反應性星形膠質(zhì)細胞亞狀態(tài)的生物學重要性。

文獻三

英文題目：Molecular atlas of the adult mouse brain

中文題目：成年小鼠腦分子圖片

期刊：Science advances

IF：13.116

文獻鏈接：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/32637622

實驗材料：三只雄性小鼠（9周齡）的大腦

研究背景：在建立子區(qū)域及其邊界的參考圖以及確定神經(jīng)元類型及其連接性的多樣性方面，對成年大腦進行映射是探索定義動物行為多樣性的腦回路的結(jié)構(gòu)與功能關系的核心。實驗神經(jīng)科學依賴于重復準確地記錄和操縱特定大腦區(qū)域中神經(jīng)元亞型活動的能力，因此，基因靶向方法已被證明在針對細胞類型的靶向中極為有價值。

研究結(jié)論：作者基于全腦范圍內(nèi)ST模式的無監(jiān)督分類建立了成年小鼠大腦的分子圖譜。這種方法是一個在全腦范圍內(nèi)映射離散空間域的無偏方法，并且還利用空間信息開發(fā)分子方法以研究神經(jīng)系統(tǒng)組織，引入了分子和空間代碼進化保守性的能力，以及它們與生理學和病理學的關系。另外作者簡化了大腦基因索引測試區(qū)域分類的能力，這些基因也足以將整個成年大腦映射到相關的子區(qū)域。這種方法從分子視角對全腦進行分類繪制圖譜，并比較物種間腦區(qū)域分布的保守分子標記，可作為關鍵點為治療腦部疾病提供新策略。

 

空間轉(zhuǎn)錄組在神經(jīng)學方向研究思路

 

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