空間轉(zhuǎn)錄組測序和普通測序的區(qū)別

傳統(tǒng)的普通轉(zhuǎn)錄組測序，即bulk RNA-seq，無法解析組織中每個細胞的表達譜，得到是大量多種細胞混合在一起的整體表達譜，對于組織中細胞異質(zhì)性無能為力。單細胞轉(zhuǎn)錄組測序（Single-cell RNA sequencing，scRNA-seq）技術(shù)的產(chǎn)生，尤其是像10X genomics等高通量單細胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)發(fā)展，使得我們能夠獲取組織內(nèi)每個細胞的表達情況，從而解析組織內(nèi)細胞異質(zhì)性；但scRNA-seq測序前的組織解離導致空間信息丟失，從而限制了我們對組織中細胞相互作用和空間分布的理解；

但是這些技術(shù)遺憾地丟失了基因表達的空間信息，而基因表達的空間特異性對于組織正常行使功能非常重要。因此，科學家們發(fā)明了空間轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)（spatial transcriptomics, ST），來解析組織中基因表達的空間異質(zhì)性，比如10X Visium空間轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)。10X Visium將組織切片與轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)合，實現(xiàn)空間信息和轉(zhuǎn)錄本信息的獲取，添加基因表達空間分布信息，進一步提高組織內(nèi)部分辨率。

10X Visium空間轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)原理

10X Visium平臺空間轉(zhuǎn)錄組用于文庫構(gòu)建的每張載玻片上有四個捕獲區(qū)域，每個捕獲區(qū)域的大小為6.5×6.5mm，包含約5000個被條形碼標記的spot（barcoded spots），每個spot的直徑為55 μm，spot和spot之間中心的距離為100 μm，并且每個spot都有一個唯一的barcode序列。每個spot上的條形碼都由4部分組成，truseq read1測序通用引物、spatial barcode、UMI（uniuqe molecular identifier）和poly(dT),其中所有spot的truseq read1測序通用引物都一樣，每個spot的spatial barcode都與其他spot不同，用于識別空間位置，UMI用于校正PCR擴增偏好，poly(dT)用于和mRNA的polyA尾巴相結(jié)合捕獲mRNA。

組織切片的細胞中會釋放出mRNA，遷移到每個spot的mRNA會被標記上相應(yīng)的barcode序列，然后進行文庫構(gòu)建并進行測序。

最后，根據(jù)數(shù)據(jù)的條形碼信息對數(shù)據(jù)進行分析，以確定哪些數(shù)據(jù)來自哪個位置，從而實現(xiàn)空間基因表達的可視化。