2025年才過(guò)去幾天，百創(chuàng)S系列空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)迎來(lái)開(kāi)門(mén)紅！本期我們盤(pán)點(diǎn)了6篇2025年應(yīng)用百創(chuàng)S系列空間技術(shù)發(fā)表的時(shí)空組學(xué)文章，這些成果發(fā)表期刊有Journal for ImmunoTherapy of Cancer(IF=10.3)、Genome Biology(IF=10.1)、Industrial Crops and Products、BMC Genomics以及預(yù)印本系統(tǒng)bioRxiv。研究的物種涉及人、豬、鱖魚(yú)、玉米、蘆葦、榛子等，涉及組織部位主要是腎腫瘤、胚胎卵巢、幽門(mén)盲腸、雌穗、雄穗、莖芽、胚珠等。接下來(lái)，我們一起來(lái)看看2025最新的時(shí)空組學(xué)文章吧！
一、人腎透明細(xì)胞癌時(shí)空?qǐng)D譜
英文標(biāo)題：Spatial and single-cell transcriptomics reveal cellular heterogeneity and a novel cancer-promoting Treg cell subset in human clear-cell renal cell carcinoma
發(fā)表期刊：Journal for ImmunoTherapy of Cancer
影響因子：10.3
病例樣本：腎透明細(xì)胞癌患者
測(cè)序策略：單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組、空間轉(zhuǎn)錄組（BMKMANU S1000細(xì)胞分割）
DOI：10.1136/jitc-2024-010183
發(fā)布時(shí)間：2025.01.04
百邁客生物為該研究提供了單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組和百創(chuàng)S1000空間轉(zhuǎn)錄組（細(xì)胞分割）技術(shù)服務(wù)。
取樣策略：
單細(xì)胞&空間轉(zhuǎn)錄組(細(xì)胞分割)：腎透明細(xì)胞癌患者手術(shù)切除腎腫瘤組織（n=4，P1-P4）
流式細(xì)胞術(shù)、組織化學(xué)染色：腎透明細(xì)胞癌患者PBMC和手術(shù)切除腎腫瘤組織（n=15）
① 透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌（ccRCC）是腎細(xì)胞癌（RCC）中最常見(jiàn)的組織學(xué)類(lèi)型。然而，免疫抑制細(xì)胞的空間和功能異質(zhì)性以及它們相互作用促進(jìn)透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌中免疫抑制的機(jī)制尚未得到深入研究。
② 在該研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了之前未報(bào)道過(guò)的間質(zhì)細(xì)胞和免疫細(xì)胞亞群，并以更高的分辨率繪制了它們的空間位置圖。此外，根據(jù)六個(gè)特征性基因集（包括上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化高表達(dá)細(xì)胞群、轉(zhuǎn)移細(xì)胞群和近端小管高表達(dá)細(xì)胞群）去除了批次效應(yīng)后，驗(yàn)證了腫瘤細(xì)胞群。
③ 重要的是，該研究鑒定出一種特殊的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）亞群，該亞群具有終末效應(yīng)Treg細(xì)胞的分子特征，但表達(dá)多種細(xì)胞因子，如白細(xì)胞介素（IL）-1β和IL-18。這組Treg細(xì)胞具有更強(qiáng)的免疫抑制功能，且與透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌（ccRCC）隊(duì)列的不良預(yù)后相關(guān)。它們?cè)谀[瘤-正常組織交界處與MRC1+FOLR2+腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAMs）共定位，形成一個(gè)正反饋循環(huán)，維持協(xié)同的致癌作用。此外，研究人員追蹤了IL-1β+Treg細(xì)胞的起源，并揭示IL-18可通過(guò)ERK/NF-κB途徑誘導(dǎo)Treg細(xì)胞中IL-1β的表達(dá)。
圖1-腎透明細(xì)胞癌（ccRCC）細(xì)胞群的整體分析
二、豬早期卵子發(fā)生的時(shí)空?qǐng)D譜
英文標(biāo)題：Spatiotemporal dynamics of early oogenesis in pigs
發(fā)表期刊：Genome Biology
影響因子：10.1
物種樣本：豬
測(cè)序策略：單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組、空間轉(zhuǎn)錄組（10x Visium、BMKMANU S1000）
DOI：10.1186/s13059-024-03464-8
發(fā)布時(shí)間：2025.01.02
百邁客生物為該研究提供了百創(chuàng)S1000空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)服務(wù)。
取樣策略：
單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組：豬E45、E55、E65、E75胚胎卵巢（n=2）
空間轉(zhuǎn)錄組：豬E45、E55、E65、E75胚胎卵巢，10x Visium；E65胚胎卵巢，BMKMANU S1000
① 該研究結(jié)合單細(xì)胞RNA測(cè)序(scRNA-seq)和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)(ST)來(lái)理解時(shí)空基因表達(dá)譜，并探索在豬卵子發(fā)生早期卵巢微環(huán)境的空間組織。將卵子發(fā)生不同階段的生殖細(xì)胞簇投射到空間圖譜中，揭示了發(fā)育中的豬卵巢中生殖細(xì)胞的“皮質(zhì)-髓質(zhì)(C-M)”分布。豬和人之間的跨物種分析揭示了在卵子發(fā)生過(guò)程中生殖細(xì)胞的保守的C-M分布模式，突出了豬可以作為人類(lèi)早期卵子發(fā)生過(guò)程的理想模型。
② 利用ST進(jìn)行RNA速度分析，確定了豬卵巢皮質(zhì)和髓質(zhì)區(qū)顆粒細(xì)胞系的分子特征和空間動(dòng)力學(xué)?？臻g共定位分析和細(xì)胞間通訊分析揭示了皮質(zhì)和髓質(zhì)區(qū)域生殖細(xì)胞和體細(xì)胞之間獨(dú)特的細(xì)胞-細(xì)胞通訊模式。
③ 值得注意的是，卵巢組織的體外培養(yǎng)證實(shí)細(xì)胞間NOTCH信號(hào)傳導(dǎo)和細(xì)胞外間質(zhì)(ECM)蛋白在啟動(dòng)減數(shù)分裂和卵子形成程序中起關(guān)鍵作用，突出了卵巢微環(huán)境對(duì)于生殖細(xì)胞的命運(yùn)調(diào)控起著重要作用。
圖2-基于scRNA-seq數(shù)據(jù)使用Cell2location的ST的解卷積
圖3-利用S1000平臺(tái)對(duì)ZP3在E65階段的表達(dá)豐度進(jìn)行精細(xì)可視化分析
三、榛子胚珠時(shí)空?qǐng)D譜
英文標(biāo)題：Obstacles in sugar transportation lead to blank nut formation in hazel (Corylus heterophylla)
發(fā)表期刊：Industrial Crops & Products
影響因子：5.6
物種樣本：榛子
測(cè)序策略：空間轉(zhuǎn)錄組(BMKMANU S1000)
DOI：doi.org/10.1016/j.indcrop.2024.120365
發(fā)布時(shí)間：2025.01.04
百邁客生物為該研究提供了百創(chuàng)S1000空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)服務(wù)。
取樣策略：
百創(chuàng)S1000空間轉(zhuǎn)錄組：兩個(gè)野生型榛子，包括一個(gè)大的、發(fā)育中的胚珠（WTL）和一個(gè)小的、敗育胚珠（WTs），以及一個(gè)從空殼榛子種質(zhì)中分離出來(lái)的敗育胚珠。
① 這篇文章研究了榛子栽培中導(dǎo)致產(chǎn)量損失的空殼果形成的潛在分子機(jī)制。向結(jié)正常果的野生型榛子和結(jié)空殼果的空殼果種質(zhì)（BNG）植株的葉片中引入13C，并比較了這兩種類(lèi)型植株葉片和果實(shí)中的13C豐度。光合作用的13C標(biāo)記產(chǎn)物被迅速運(yùn)輸?shù)桨凸麑?shí)中，胚珠中的δ13C值高于苞片、外殼和薄壁組織。
② 對(duì)正常發(fā)育和敗育胚珠進(jìn)行空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，鑒定出可能與胚珠敗育相關(guān)的基因。在BNG中，葉片中合成的光合13C產(chǎn)物積累并緩慢向外運(yùn)輸。BNG的外殼、薄壁組織和胚珠中的δ13C值明顯低于對(duì)照組，僅占對(duì)照組的1.3%~18.7%。根據(jù)每個(gè)Spots點(diǎn)基因表達(dá)的相似性，研究人員獲得了六個(gè)簇，包括476個(gè)不同空間區(qū)域的獨(dú)特差異表達(dá)基因（DEGs）。在這些DEG簇中，只有cluster3的DEG在碳水化合物代謝和運(yùn)輸相關(guān)的生物過(guò)程中顯著富集，其中蔗糖合酶（SUS，Cor0134990.1）在這些與碳水化合物代謝相關(guān)的DEG中表達(dá)豐度最高。
③ 根據(jù)序列比對(duì)結(jié)果的相似性，研究人員在擬南芥中鑒定了四個(gè)SUS（Cor0134990.1）突變體，它們的種子大小明顯小于野生型。除了SUS外，研究人員還鑒定了一些可能調(diào)節(jié)榛子胚珠發(fā)育的重要基因，為揭示空殼榛子的形成機(jī)制提供了新見(jiàn)解。
圖4-高變基因的選擇和Spots聚類(lèi)
四、全基因組復(fù)制在玉米花發(fā)育進(jìn)化中的時(shí)空?qǐng)D譜
英文標(biāo)題：Cross-species single-nucleus analysis reveals the potential role of whole-genome duplication in the evolution of maize flower development
發(fā)表期刊：BMC Genomics
影響因子：3.5
物種樣本：玉米、高粱
測(cè)序策略：單細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄組、空間轉(zhuǎn)錄組(BMKMANU S1000)
DOI：10.1186/s12864-024-11186-1
發(fā)布時(shí)間：2025.01.03
百邁客生物為該研究提供了百創(chuàng)S1000空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)服務(wù)。
取樣策略：
單細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄組&空間轉(zhuǎn)錄組：玉米雌穗、雄穗、高粱花序組織
① 在該研究中，研究人員為玉米雌穗、雄穗和高粱花序生成了單細(xì)胞核和空間RNA-seq數(shù)據(jù)。通過(guò)結(jié)合單細(xì)胞核和空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，研究人員可以追蹤單細(xì)胞核簇標(biāo)記基因的空間表達(dá)，并將單細(xì)胞核簇映射到空間位置上。這種能力為注釋單細(xì)胞核簇提供了強(qiáng)大的支持。
② 將細(xì)胞簇解析的轉(zhuǎn)錄組比較與基因組比對(duì)相結(jié)合，該研究分析表明，玉米雌穗和雄穗花序的多樣性與玉米特有的全基因組復(fù)制事件相關(guān)。以高粱作為外類(lèi)群，很可能是基因表達(dá)譜的丟失導(dǎo)致了雄穗和雌穗之間的花序多樣性，從而形成了玉米的單性花結(jié)構(gòu)。此外，雄穗中高表達(dá)基因的序列比雌穗中高表達(dá)基因的序列更為保守。
圖5-基于空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)和標(biāo)記基因的玉米雌穗和雄穗的細(xì)胞聚類(lèi)與細(xì)胞類(lèi)型鑒定
五、時(shí)空?qǐng)D譜揭示了B染色體在驅(qū)動(dòng)植物入侵中的作用
英文標(biāo)題：Single-cell and spatial transcriptomics uncover the role of B chromosomes in driving plant invasiveness
發(fā)表期刊：bioRxiv
物種樣本：蘆葦
測(cè)序策略：單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組、空間轉(zhuǎn)錄組(BMKMANU S3000)
DOI：https://doi.org/10.1101/2024.12.31.630906
發(fā)布時(shí)間：2025.01.01
百邁客生物為該研究提供了百創(chuàng)S3000空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)服務(wù)。
取樣策略：
單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組：非入侵蘆葦組由根狀莖再生的新形成的芽組織EU 60、EU 78、EU 620；入侵蘆葦組由根狀莖再生的新形成的芽組織NAi nt61、NAi nt113、NAi nt191（每組有3個(gè)生物學(xué)重復(fù)）
空間轉(zhuǎn)錄組：入侵蘆葦組由根狀莖再生的新形成的芽組織NAi nt61（n=2，兩個(gè)重復(fù)包埋在一起）
① 入侵植物能?chē)?yán)重破壞本土生物多樣性，但其成功入侵背后的遺傳機(jī)制仍不甚明了。迄今為止，僅對(duì)少數(shù)入侵物種進(jìn)行了基因組學(xué)研究，且尚未應(yīng)用單細(xì)胞水平的研究。
② 該研究探討了普通蘆葦（Phragmites australis）入侵行為的遺傳驅(qū)動(dòng)因素，這是一種原產(chǎn)于歐洲、后被引入北美并成為入侵物種的耐寒草類(lèi)。通過(guò)整合全基因組測(cè)序、單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)，研究人員構(gòu)建了普通蘆葦莖系統(tǒng)的綜合單細(xì)胞圖譜。UMAP分析在莖系統(tǒng)中鑒定出19個(gè)獨(dú)特的細(xì)胞簇?；虮倔w（GO）富集分析實(shí)現(xiàn)了對(duì)關(guān)鍵細(xì)胞類(lèi)型的注釋?zhuān)ㄈ~肉細(xì)胞、表皮細(xì)胞、維管束鞘細(xì)胞和木質(zhì)部細(xì)胞，以及莖尖分生組織和側(cè)生分生組織、腋生分生組織。RNA速度分析揭示了葉肉細(xì)胞的多能性，其中第3簇的葉綠組織細(xì)胞被確定為能夠分化為各種組織的祖細(xì)胞，而第1簇則向通氣組織發(fā)育。
③ 歐洲種群與北美入侵種群之間的比較分析顯示，轉(zhuǎn)錄活性和基因表達(dá)存在顯著差異，尤其是在與莖尖分生組織相關(guān)的細(xì)胞簇中。入侵種群中B染色體的出現(xiàn)頻率更高，且IMPA-3、SSC3和DDE家族核酸內(nèi)切酶基因在近所有細(xì)胞簇中均顯著上調(diào)，尤其是在葉肉細(xì)胞和分生組織區(qū)域附近。作為抗性（R）基因主要受體的IMPA-3的快速突變可能增強(qiáng)了北美入侵種群的適應(yīng)性。這些發(fā)現(xiàn)為理解普通蘆葦入侵性的細(xì)胞發(fā)育和基因組多樣性提供了關(guān)鍵見(jiàn)解，并為制定生態(tài)管理策略提供了寶貴信息。
圖6-對(duì)普通蘆葦芽的組織進(jìn)行單細(xì)胞和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究
六、鱖魚(yú)感染蛙虹彩病毒后幽門(mén)盲囊的時(shí)空?qǐng)D譜
英文標(biāo)題：Dissection of the Global Responses of Mandarin Fish Pyloric Caecum to An Acute Ranavirus (MRV) Infection Reveals the Formation of Serositis and Then Ascites
發(fā)表期刊：bioRxiv
物種樣本：鱖魚(yú)
測(cè)序策略：單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組、空間轉(zhuǎn)錄組(BMKMANU S1000)
DOI：https://doi.org/10.1101/2025.01.02.631049
發(fā)布時(shí)間：2025.01.02
百邁客生物為該研究提供了百創(chuàng)S1000空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)服務(wù)。
取樣策略：
單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組：接種蛙虹彩病毒（MRV）和PBS 5天后的鱖魚(yú)的幽門(mén)盲囊組織（n=2）
空間轉(zhuǎn)錄組：感染蛙虹彩病毒（MRV）的鱖魚(yú)的幽門(mén)盲囊組織
① 鱖魚(yú)蛙病毒（MRV）作為大口黑鱸病毒（LMBV）的一種變體，屬于虹彩病毒科蛙病毒屬的一個(gè)獨(dú)特成員。急性MRV感染主要影響鱖魚(yú)的一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)臟器官——幽門(mén)盲囊，并推測(cè)這是導(dǎo)致鱖魚(yú)出現(xiàn)嚴(yán)重腹水這一特征性外部臨床癥狀的驅(qū)動(dòng)因素。
② 該研究揭示，急性MRV感染最初靶向鱖魚(yú)幽門(mén)盲囊的漿膜層，并迅速發(fā)展為以漿膜肥厚、纖維化、充血、水腫和組織粘連為特征的纖維素性漿膜炎。通過(guò)單細(xì)胞RNA測(cè)序，研究人員分析了上皮、免疫和間質(zhì)細(xì)胞群的細(xì)胞組成，確定了巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞以及T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞作為急性細(xì)胞因子和炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵介體顯著富集。隨后，有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，MRV攻擊特定的T細(xì)胞和B細(xì)胞免疫細(xì)胞亞群以及成纖維細(xì)胞、肌成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和周細(xì)胞的間質(zhì)細(xì)胞，導(dǎo)致增生性漿膜區(qū)的細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）形成、膠原生物合成和血管重塑相關(guān)基因和途徑的上調(diào)。此外，宿主來(lái)源的V型膠原和MRV編碼的膠原均參與肥厚漿膜中ECM的形成。
③ 綜上所述，該研究提供了對(duì)鱖魚(yú)幽門(mén)盲囊對(duì)急性MRV感染的全面單細(xì)胞分辨率分析，并強(qiáng)調(diào)了病毒驅(qū)動(dòng)的漿膜炎是導(dǎo)致鱖魚(yú)嚴(yán)重腹水的根本原因。
圖7-受感染幽門(mén)盲囊單細(xì)胞的空間位置
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