來自牛津大學(xué) Simmons 和 Koohy 教授團(tuán)隊(duì)通過 單細(xì)胞測序聯(lián)合空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù) 來研究腸道發(fā)育過程中形態(tài)的變化。研究對來自 17 例胚胎的 77 個(gè)樣本進(jìn)行了 單細(xì)胞 RNA 測序 （使用寡核苷酸標(biāo)記抗體的多重混樣技術(shù)）以及對來自 5 個(gè)樣本的 8 張切片進(jìn)行了 空間轉(zhuǎn)錄組測序 。通過一系列的生物信息學(xué)分析方法，包括細(xì)胞間通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，SCENIC 轉(zhuǎn)錄因子模塊分析，擬時(shí)序分析，RNA  速率分析，基因功能富集分析等，共鑒定了 101 種細(xì)胞類型，包括上皮細(xì)胞和間充質(zhì)祖細(xì)胞群和與關(guān)鍵形態(tài)發(fā)生的重要程序。作者描述了隱窩 - 絨毛軸形成的原理，發(fā)育中的腸道的神經(jīng)、血管、間充質(zhì)形態(tài)發(fā)生和免疫群體。確定了發(fā)育中的成纖維細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞亞型的分化層次，并描述了它們的不同功能，包括作為血管生態(tài)位細(xì)胞的功能。作者確定了 Peyer’s patches 和 gut-associated lymphoid tissue (GALT) 的起源，并描述了位置特異性免疫程序。提出了一個(gè)無偏倚的分析形態(tài)梯度，可以用來指引連續(xù)的細(xì)胞分化、定義細(xì)胞、以及罕見的發(fā)育性腸道疾病相關(guān)的位置區(qū)域。此外，作者還編制了一個(gè)公開的胎兒腸道在時(shí)間和空間層面發(fā)育（STAR-FINDer)  的在線數(shù)據(jù)庫，以促進(jìn)進(jìn)一步的工作。

圖   研究路線圖

空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù) 的優(yōu)勢：知道轉(zhuǎn)錄本的位置，不能獲得詳細(xì)的細(xì)胞類群信息。

單細(xì)胞 RNA 測序技術(shù) 的優(yōu)勢：可以將每個(gè)轉(zhuǎn)錄本與單個(gè)細(xì)胞聯(lián)系起來，但是關(guān)于這些轉(zhuǎn)錄本在組織中的位置的信息丟失了。

單細(xì)胞測序 + 空間轉(zhuǎn)錄組測序 ：優(yōu)勢互補(bǔ)，同時(shí)獲得細(xì)胞類型群體，以及基因表達(dá)和細(xì)胞的空間位置信息。

參考文獻(xiàn)：

Fawkner-Corbett D, Antanaviciute A, Parikh K, et al. Spatiotemporal analysis of human intestinal development at single-cell resolution[J]. Cell.

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