空間轉(zhuǎn)錄組在神經(jīng)學(xué)方向的應(yīng)用

空間轉(zhuǎn)錄組（Spatial Transcriptomics，ST）基于10X Visium平臺(tái)，是以高空間分辨率解析RNA-seq數(shù)據(jù)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)解析單個(gè)組織切片中的所有RNA，從而能夠定位和區(qū)分功能基因在特定組織區(qū)域內(nèi)的活躍表達(dá)信息，對(duì)于癌癥、免疫、腫瘤免疫相互作用，組織微環(huán)境，神經(jīng)和發(fā)育等領(lǐng)域，有著令人期待的應(yīng)用前景。

大腦是一個(gè)具有精密組織結(jié)構(gòu)的重要器官。對(duì)于大腦結(jié)構(gòu)-功能的關(guān)系、發(fā)育過(guò)程中大腦皮層以及退行性神經(jīng)疾病領(lǐng)域的研究，空間轉(zhuǎn)錄組可以揭示更多的信息。單細(xì)胞和空間轉(zhuǎn)錄組結(jié)合可以將關(guān)注的細(xì)胞類(lèi)型及亞型√確的錨定到空間位置上，解析不同功能區(qū)域與細(xì)胞類(lèi)型及亞型的關(guān)聯(lián)性。

文獻(xiàn)一

英文題目：Neuroinflammatory astrocyte subtypes in the?mouse brain

中文題目：小鼠大腦神經(jīng)炎性星形細(xì)胞亞型

期刊：nature neuroscience

IF：24.884

文獻(xiàn)鏈接：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/34413515

實(shí)驗(yàn)材料：脂多糖（LPS）和生理鹽水（saline）處理的雄性和雌性小鼠進(jìn)行scRNA-seq，共捕獲79944個(gè)星形膠質(zhì)細(xì)胞。3個(gè)LPS和saline小鼠大腦組織切片進(jìn)行空間轉(zhuǎn)錄組。

研究背景：星形膠質(zhì)細(xì)胞在感染、急性損傷和慢性神經(jīng)退行性疾病后發(fā)生炎癥轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變是如何受到時(shí)間和性別的影響，它在單細(xì)胞水平上的異質(zhì)性，以及亞狀態(tài)在大腦中的空間位置上如何分布，目前仍不清楚。

研究結(jié)論：在本研究中作者使用細(xì)菌細(xì)胞壁內(nèi)毒素脂多糖研究小鼠皮質(zhì)星形膠質(zhì)細(xì)胞在急性炎癥刺激后的轉(zhuǎn)錄組變化。發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組變化發(fā)生在數(shù)小時(shí)內(nèi)，隨著時(shí)間的推移急劇變化。通過(guò)對(duì)約80000個(gè)星形膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序，發(fā)現(xiàn)炎癥引起廣譜的反應(yīng)，亞型星形膠質(zhì)細(xì)胞經(jīng)歷了不同的炎癥轉(zhuǎn)變，并具有明確的轉(zhuǎn)錄組特征。利用空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)和原位雜交技術(shù)將炎癥誘導(dǎo)的反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞的關(guān)鍵亞狀態(tài)錨定大腦區(qū)域?？傊?，數(shù)據(jù)集為分析星形膠質(zhì)細(xì)胞異質(zhì)性提供了強(qiáng)大的資源，并將有助于理解局部受限反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞亞狀態(tài)的生物學(xué)重要性。

文獻(xiàn)二

英文題目：Neuroinflammatory astrocyte subtypes in the?mouse brain

中文題目：小鼠大腦神經(jīng)炎性星形細(xì)胞亞型

期刊：nature neuroscience

IF：24.884

文獻(xiàn)鏈接：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/34413515

實(shí)驗(yàn)材料：脂多糖（LPS）和生理鹽水（saline）處理的雄性和雌性小鼠進(jìn)行scRNA-seq，共捕獲79944個(gè)星形膠質(zhì)細(xì)胞。3個(gè)LPS和saline小鼠大腦組織切片進(jìn)行空間轉(zhuǎn)錄組。

研究背景：星形膠質(zhì)細(xì)胞在感染、急性損傷和慢性神經(jīng)退行性疾病后發(fā)生炎癥轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變是如何受到時(shí)間和性別的影響，它在單細(xì)胞水平上的異質(zhì)性，以及亞狀態(tài)在大腦中的空間位置上如何分布，目前仍不清楚。

研究結(jié)論：在本研究中作者使用細(xì)菌細(xì)胞壁內(nèi)毒素脂多糖研究小鼠皮質(zhì)星形膠質(zhì)細(xì)胞在急性炎癥刺激后的轉(zhuǎn)錄組變化。發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組變化發(fā)生在數(shù)小時(shí)內(nèi)，隨著時(shí)間的推移急劇變化。通過(guò)對(duì)約80000個(gè)星形膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序，發(fā)現(xiàn)炎癥引起廣譜的反應(yīng)，亞型星形膠質(zhì)細(xì)胞經(jīng)歷了不同的炎癥轉(zhuǎn)變，并具有明確的轉(zhuǎn)錄組特征。利用轉(zhuǎn)空間錄組學(xué)和原位雜交技術(shù)將炎癥誘導(dǎo)的反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞的關(guān)鍵亞狀態(tài)錨定大腦區(qū)域?？傊?，數(shù)據(jù)集為分析星形膠質(zhì)細(xì)胞異質(zhì)性提供了強(qiáng)大的資源，并將有助于理解局部受限反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞亞狀態(tài)的生物學(xué)重要性。

文獻(xiàn)三

英文題目：Molecular atlas of the adult mouse brain

中文題目：成年小鼠腦分子圖片

期刊：Science advances

IF：13.116

文獻(xiàn)鏈接：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/32637622

實(shí)驗(yàn)材料：三只雄性小鼠（9周齡）的大腦

研究背景：在建立子區(qū)域及其邊界的參考圖以及確定神經(jīng)元類(lèi)型及其連接性的多樣性方面，對(duì)成年大腦進(jìn)行映射是探索定義動(dòng)物行為多樣性的腦回路的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的核心。實(shí)驗(yàn)神經(jīng)科學(xué)依賴(lài)于重復(fù)準(zhǔn)確地記錄和操縱特定大腦區(qū)域中神經(jīng)元亞型活動(dòng)的能力，因此，基因靶向方法已被證明在針對(duì)細(xì)胞類(lèi)型的靶向中極為有價(jià)值。

研究結(jié)論：作者基于全腦范圍內(nèi)ST模式的無(wú)監(jiān)督分類(lèi)建立了成年小鼠大腦的分子圖譜。這種方法是一個(gè)在全腦范圍內(nèi)映射離散空間域的無(wú)偏方法，并且還利用空間信息開(kāi)發(fā)分子方法以研究神經(jīng)系統(tǒng)組織，引入了分子和空間代碼進(jìn)化保守性的能力，以及它們與生理學(xué)和病理學(xué)的關(guān)系。另外作者簡(jiǎn)化了大腦基因索引測(cè)試區(qū)域分類(lèi)的能力，這些基因也足以將整個(gè)成年大腦映射到相關(guān)的子區(qū)域。這種方法從分子視角對(duì)全腦進(jìn)行分類(lèi)繪制圖譜，并比較物種間腦區(qū)域分布的保守分子標(biāo)記，可作為關(guān)鍵點(diǎn)為治療腦部疾病提供新策略。

 

空間轉(zhuǎn)錄組在神經(jīng)學(xué)方向研究思路

 

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