彭廣敦教授:空間轉錄組測序技術轉錄組學研究領域的新方向

2020-11-23 生物谷
4月21日,由生物谷主辦的2017多組學研究與臨床轉化前沿論壇在上海隆重開幕。本次會議多組學研究和臨床轉化研討會以邁向臨床精準醫療為主題,聚焦基因組學、轉錄組學、蛋白質組學和代謝組學等多組學技術聯用研究臨床疾病,以及多組學數據的整合交叉分析應用,會議涉及基因變異、測序分析、轉錄調控、代謝研究、RNA幹擾等,力圖打通多組學研究到臨床應用的通道,推動多組學技術在醫學轉化上的應用。來自中國科學院上海生化細胞所的彭廣敦教授分享了「空間轉錄組測序技術」精彩議題。本文生物谷小編為大家總結整理成文,共同學習進步。


近些年隨著高通量測序、轉錄組、基因組、代謝組以及各種表觀

遺傳

組等組學技術的發展,現代醫學越來越認識到個性化醫療或精準醫療在獲得最佳的臨床效果上具有重要深遠的意義。許多疾病的發生是多因素的結果,多組學的聯合應用特別適合在複雜系統中釐清出關鍵因素,即能覆蓋到面,也能涉及到點,已經在提高臨床治療質量,降低醫療費用大顯身手,未來必會在臨床研究方面綻放出更為奪目的光彩,在精確篩選藥物適應人群降低耐藥性、尋找新的藥物靶點、提高臨床前

診斷

的準確率以及發掘新的治療診療手段方面提供新思路、新方法和新成果。


空間轉錄組學技術是轉錄組學研究領域的新方向,也是研究細胞異質性方面的新方法。該技術通過整合與優化單細胞測序和雷射顯微切割技術,獲得少量細胞轉錄組信息的同時可以保留細胞原有位置信息。


空間轉錄組學技術在複雜的生理、病理條件下研究不同位置區域細胞的異質性,特別是針對

腫瘤

幹細胞

生物學,發掘具有獨特分子特徵的細胞群落,研究其對信號、藥物和外界刺激的響應差異,闡釋疾病發生的不同階段和狀態,細胞與細胞、細胞與環境的作用,離不開保留空間位置信息的高通量分析方法。為此,空間轉錄組技術基於雷射顯微切割與單細胞測序,實現了在組織上原位捕獲細胞並進行轉錄組圖譜繪製,具有高靈敏、高通量以及高可靠性等特點。


目前,Geo-seq具有很好的可移植性,理論上處理好組織樣品的保存與結構分辨,各種臨床上的樣本都能使用該技術。目前該技術也已成功應用於多項小鼠大腦發育、肝臟腫瘤學以及人精子發育異常等研究中,能夠還原生理、病理狀態下組織和器官層面重要的分子動態特徵,並與臨床醫生已經開展了多項針對臨床

腫瘤

樣本的合作。



彭廣墩 副研究員


中國科學院上海生化細胞所副研究員。2009年畢業於中國科學院上海生化細胞所,獲理學博士。加州大學洛杉磯分校

系統生物學

博士後。主要研究內容為利用多組學方法繪製

幹細胞

與早期胚胎發育的分子細胞圖譜。近期的工作結合單細胞測序技術與雷射顯微切割技術,建立了空間位置信息的轉錄組分析方法,實現了組織的原位RNA-seq(Nature Protocols);繪製了小鼠著床後胚胎高精度的三維分子圖譜,揭示了多胚層分化與器官發育來源的重要分子調節機制 (Developmental Cell)。


相關焦點

  • 科學家構建空間轉錄組測序新方法
    本報訊(記者黃辛)中科院生物化學與細胞生物學研究所景乃禾課題組新近創立了一種技術方法,可以獲得具有空間位置信息的少量細胞轉錄組圖譜
  • 【中國科學報】科學家構建空間轉錄組測序新方法
    中科院生物化學與細胞生物學研究所景乃禾課題組新近創立了一種技術方法,可以獲得具有空間位置信息的少量細胞轉錄組圖譜。相關研究成果日前在線發表於《自然—實驗室指南》。  無論是體內組織還是體外細胞系,不同細胞之間都存在著差異性,即細胞的異質性。
  • 空間轉錄組研究將對基因測序領域帶來的三大影響及作用
    2016年,來自瑞典卡羅琳斯卡研究所、瑞典皇家理工學院等研究機構的學者們在《Science》上發文,闡述了一種新的轉錄組學研究技術,並提出了「空間轉錄組學」的概念。雖然他們並不是第一個嘗試將轉錄組測序與空間位置之間實現一一對應的團隊,但是他們給出的解決方案確實是最完善,最接近商業化的。
  • 掀開空間轉錄組學技術的面紗:可視化觀察組織中的基因表達
    在一項新的研究中,來自瑞典卡羅琳斯卡研究所和皇家理工學院等機構的研究人員開發出一種新的被稱作空間轉錄組學(spatial transcriptomics)的高解析度方法研究一種組織中哪些基因是有活性的。這種方法能夠被用於所有類型的組織中,而且在臨床前研究和癌症診斷中是有價值的。
  • 空間轉錄組測序用於免疫治療研究
    空間轉錄組檢測技術特點 空間轉錄組檢測技術逐漸受到廣大研究學者的青睞,其不僅可以提供研究對象的轉錄組數據信息,同時還能定位其在組織中的空間位置,這將有助於確定腫瘤異質性的來源,並揭示致病機制、潛在的藥物靶標和新型生物標誌物。因此,運用該技術可以分析免疫治療如何改變TME結構和免疫環境,TME中腫瘤細胞,脂肪組織,血管,三級淋巴結構和基質之間的動態相互作用。
  • 博奧晶典空間轉錄組測序技術獲認證
    博奧晶典空間轉錄組測序技術獲認證 2020-09-
  • 空間轉錄組測序或將成下一個熱點?這家公司已斥巨資壟斷行業
    2016年,來自瑞典卡羅琳斯卡研究所、瑞典皇家理工學院等研究機構的學者們在《Science》上發文,闡述了一種新的轉錄組學研究技術,並提出了「空間轉錄組學」的概念。雖然他們並不是第一個嘗試將轉錄組測序與空間位置之間實現一一對應的團隊,但是他們給出的解決方案確實是最完善,最接近商業化的。
  • Cell | 阿爾茨海默病的空間轉錄組測序
    前言空間轉錄組測序技術因其能夠原位捕獲細胞中表達的RNA,為探究不同組織空間位置下細胞分布及基因表達特徵提供可能。此外,與傳統的原位雜交技術相比,空間轉錄組測序通量高,優勢顯著,是繼單細胞轉錄組測序技術之後,探究生物學問題的又一利器。
  • 空間轉錄組測序或將成下一個熱點?10x Genomics已斥巨資壟斷行業
    2016年,來自瑞典卡羅琳斯卡研究所、瑞典皇家理工學院等研究機構的學者們在《Science》上發文,闡述了一種新的轉錄組學研究技術,並提出了「空間轉錄組學」的概念。雖然他們並不是第一個嘗試將轉錄組測序與空間位置之間實現一一對應的團隊,但是他們給出的解決方案確實是最完善,最接近商業化的。
  • 轉錄組測序技術與口腔疾病、牙種植及組織再生
    包括基於測序技術的轉錄組測序技術和基於雜交技術的微陣列技術。該技術是一種基於測序技術的高通量轉錄組測序技術,可以對所有種類RNA進行測序以研究其轉錄表達情況。目的:通過檢索、篩選和閱讀文獻,綜述轉錄組測序技術的發展和在口腔醫學領域各學科中的應用。
  • 小鼠早期胚胎全胚層譜系發生的時空轉錄組圖譜問世
    通過經典的細胞標記移植和譜系追蹤等方法,研究者發現細胞的空間位置對於細胞命運具有重要的影響。近些年,通過單細胞測序國際上的眾多研究工作對原腸運動期間細胞的發育軌跡作了一些描繪,但這些工作都缺乏真實的時間與空間信息,無法揭示細胞在早期胚胎中的空間位置以及時間變化對細胞發育分化命運的影響。
  • 空間轉錄組學和原位測序可剖析阿爾茨海默氏病
    空間轉錄組學和原位測序可剖析阿爾茨海默氏病 作者:小柯機器人 發布時間:2020/7/26 20:29:30 比利時魯汶大學Bart De Strooper、Mark Fiers等研究人員合作利用空間轉錄組學和原位測序剖析了阿爾茨海默氏病
  • 微陣列空間轉錄組與單細胞測序揭示胰腺癌結構
    微陣列空間轉錄組與單細胞測序揭示胰腺癌結構 作者:小柯機器人 發布時間:2020/1/16 10:36:33 美國紐約大學Itai Yanai團隊利用基於微陣列的空間轉錄組學和單細胞RNA測序
  • 「基因組與轉錄組高通量測序應用最新技術與數據分析」高級實操...
    隨著生物信息學作為新興學科迅速蓬勃發展,正在改變人們研究生物醫學的傳統方式,高通量測序技術以及數據分析技術已成為探索生物學底層機制和研究人類複雜疾病診斷、治療及預後的重要工具,廣泛應用於生命科學各個領域,是21世紀生命科學與生物技術的重要戰略前沿和主要突破口。
  • 希望組正式推出納米孔單細胞全長轉錄組測序分析服務
    單細胞RNA測序(scRNA-Seq)是分析細胞間異質性的一項關鍵技術,但是基於短讀長的單細胞測序缺乏識別全長轉錄本的能力,不能開展更深入的細胞間異質性研究,例如可變剪接、基因融合事件等。因此,結合了長讀長測序技術的單細胞全長轉錄組備受矚目。
  • 顛覆先前的認知,首次系統獲得新冠病毒轉錄組及表觀轉錄組學數據
    儘管最近報導了SARS-CoV-2基因組,但其轉錄組結構尚不清楚。2020年4月8日,韓國基礎科學研究所Dongwan Kim等人在Cell 在線發表題為「The architecture of SARS-CoV-2 transcriptome」的研究論文,該研究利用兩種互補的測序技術,展示了SARS-CoV-2轉錄組和表觀轉錄組的高解析度圖。
  • 小鼠早期胚胎發育過程中全胚層譜系發生的時空轉錄組圖譜問世
    通過經典的細胞標記移植和譜系追蹤等方法,研究者發現細胞的空間位置對於細胞命運具有重要的影響。近些年,通過單細胞測序國際上的眾多研究工作對原腸運動期間細胞的發育軌跡作了一些描繪,但這些工作都缺乏真實的時間與空間信息,無法揭示細胞在早期胚胎中的空間位置以及時間變化對細胞發育分化命運的影響。
  • 湯富酬課題組與合作者開發出單細胞轉錄組三代單分子測序新方法
    2009年首個單細胞轉錄組測序技術問世,開啟了單細胞組學時代(scRNA-seq)(Tang et al., 2009)。過去十餘年間單細胞測序技術的不斷發展極大地加速了生物醫學領域的相關研究,幫助科研人員克服了稀有生物樣本以及生物樣本內生異質性等重大挑戰,一系列模式生物及人類自身的單細胞轉錄組圖譜也由此誕生。然而目前的單細胞測序技術幾乎全都是基於二代測序平臺,測序讀長短,一般在150bp左右,即使採用雙端測序技術,測得的有效讀長也不超過500bp。
  • 「基因組與轉錄組高通量測序應用最新技術與數據分析」高級實操班...
    隨著生物信息學作為新興學科迅速蓬勃發展,正在改變人們研究生物醫學的傳統方式,高通量測序技術以及數據分析技術已成為探索生物學底層機制和研究人類複雜疾病診斷、治療及預後的重要工具,廣泛應用於生命科學各個領域,是21世紀生命科學與生物技術的重要戰略前沿和主要突破口。
  • JHM:轉錄組測序技術用於評估納米塑料分子毒理
    stress, immune defense, and glycometabolism change in Daphnia pulex: Application of transcriptome profiling in risk assessment of nanoplastics」的文章,該研究利用轉錄組測序技術評估了納米塑料對於水蚤毒理的分子機制,華東師範大學劉志權博士為第一作者,文章中轉錄組測序和分析由歐易生物協助完成