在三维厚组织块中进行可扩展的空间单细胞转录组学和翻译组学研究

《Nature Methods》：Scalable spatial single-cell transcriptomics and translatomics in 3D thick tissue blocks

单细胞三维空间转录组与翻译活性分析新技术Deep-STARmap和Deep-RIBOmap实现60-200微米组织块的高通量检测，结合水凝胶封装和探针锚定技术突破传统薄切片限制，成功应用于小鼠脑部多色荧光标记和人类皮肤癌肿瘤-免疫互作定量分析。

　　

摘要

在三维（3D）组织背景下，对单细胞水平的转录和翻译基因表达模式进行表征对于揭示基因如何在健康和疾病状态下塑造组织结构和功能至关重要。然而，大多数现有的空间分析技术仅限于5–20微米厚的组织切片。在这里，我们开发了Deep-STARmap和Deep-RIBOmap，这两种技术分别能够对60–200微米厚的组织块中的数千个基因转录本及其相应的翻译活性进行三维原位定量分析。这是通过可扩展的探针合成、高效探针锚定以及稳健的cDNA交联技术实现的。我们首先将Deep-STARmap与多色荧光蛋白成像技术结合使用，实现了小鼠大脑中细胞的分子类型鉴定和神经元形态的三维追踪。此外，我们还证明了三维空间分析有助于对人类皮肤癌中的肿瘤-免疫相互作用进行全面和定量的分析。