Nature Biotechnology:前所未有的细胞组织定位新工具

【字体: 时间:2022年01月17日 来源:Nature Biotechnology

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  随着一种新工具的问世,研究人员不仅可以看到细胞的功能,还可以看到它们在组织中的位置,在单细胞水平上对人体的研究得到了推动。这种被称为细胞定位的工具是由德国癌症研究中心的维康桑格研究所的研究人员和他们的合作者开发的。

  

随着一种新工具的问世,研究人员不仅可以看到细胞的功能,还可以看到它们在组织中的位置,在单细胞水平上对人体的研究得到了推动。这种被称为细胞定位的工具是由德国癌症研究中心的维康桑格研究所的研究人员和他们的合作者开发的。

这篇论文发表在1月13日的《Nature Biotechnology》杂志上,展示了细胞定位的能力,可以精确定位人类肠道和淋巴结中详细的免疫细胞类型的位置,以及绘制小鼠大脑的细粒度结构。这种新工具已经作为人类细胞图谱计划的一部分,用于绘制人体的每一种细胞类型,并有可能在某一天取代显微镜分析技术,成为病理学家了解活组织检查中发生的情况的一种技术。

人体是由无数种细胞类型组成的,以前未被发现的细胞类型经常被研究计划发现,如人类细胞图谱。这种类型的研究使用单细胞测序来分析单个细胞,以便观察它们表达的基因,区分定义它们的细胞功能的细微差异。

但是细胞类型并不是健康组织功能的唯一因素。细胞之间会“交谈”,每个细胞与相邻细胞之间的位置对于理解组织在分子水平上的功能是很重要的。

以前,将单细胞测序数据与所需的空间信息结合起来是不可能的。Cell2location这种新工具通过结合单细胞测序数据和空间转录组数据这两种类型的信息来解决这个问题,可视化细胞之间的关系,更好地理解组织生物学。

在这项研究中,Sanger研究所的研究人员将细胞定位技术应用于几种类型的人类和小鼠组织,提供细胞类型存在和它们位于何处的三维数据。

小鼠的大脑被划分成不同的区域,如皮层和丘脑,细胞定位技术被用来对星形胶质细胞进行更详细的分析。它能够检测到细胞表达的基因的细微差异,低至10种不同的基因,识别出以前从未描述过的罕见星形胶质细胞亚型。Cell2location还能够将这些罕见的亚型,包括在4万个细胞中仅占41个的亚型,映射到组织中的一个特定位置。

这篇论文的高级作者之一、欧洲分子生物学实验室(EMBL)的奥利弗·斯蒂格尔博士说:“细胞定位能够在小鼠大脑中识别和绘制以前未描述的星形胶质细胞亚型,这一事实证明了我们的方法的显著敏感性。结合这些罕见亚型的精确位置,研究人员现在可以获得大量信息,开始解开这些细胞在大脑整体功能中发挥的作用。”

cell2location提供的丰富的数据也为病理领域的单细胞测序打开了新的应用。目前,显微镜被用来分析组织样本来诊断疾病,比如癌症。在未来,单细胞方法可以在分子水平上提供关于问题的更详细的信息,这将对临床试验等深入研究特别有用。

这篇论文的高级作者之一、来自Sanger研究所的奥马尔·拜拉克塔博士说:“细胞定位有可能改变我们在分子水平上观察生命的方式,对此我感到非常兴奋。我一直认为,绘制组织图谱还停留在组织学领域,它所能揭示的东西有限。现在我们有了一种比显微镜更好的工具,可以为我们提供比我们想象中更多的细节。”

文章标题

cell2location maps fine-grained cell types in spatial transcriptomics


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