10 X visium空间转录组测序

将基因的表达与组织切片的免疫组化图像进行整合，从而将组织内不同细胞的基因表达信息定位到组织的原始空间位置上去，从而能够定位和区分功能基因在特定组织区域内的活跃表达，达到直观检测组织中不同部位基因表达的差异。对于理解生物学和复杂疾病至关重要。

技术原理

10x Genomics空间转录组用于文库构建的每张载玻片上有四个捕获区域，每个捕获区域的大小为6.5x6.5mm，包含5000个被条形码标记的点（barcoded spots），每个点的直径为55 μm，点和点之间中心的距离为100 μm，并且每个点都有一个唯一的barcode序列，每个数据点会覆盖 1-10 个细胞。组织切片的细胞中会释放出mRNA，通过poly-T捕获带有poly-A的mRNA，迁移到每个spot的mRNA会被标记上相应的barcode序列，然后进行文库构建并进行测序。最后，根据数据的条形码信息对数据进行分析，以确定哪些数据来自哪个位置，从而实现空间基因表达的可视化。

样品要求

组织类型如下：

1、冻存组织：新鲜组织经液氮预冷的异戊烷速冻，-80℃保存；

2、OCT包埋组织：新鲜组织经液氮预冷的异戊烷速冻后OCT包埋，-80℃保存；

3、OCT包埋组织：新鲜组织直接OCT包埋后，-80℃速冻（无需异戊烷）。

注意在包埋模具上表明组织的方向，以便后续确认切片方向。

技术参数

数据量：≥50k reads pairs per spot

测序模式：NovaSeq 6000 PE150

标准周期：45个工作日

10×空间转录组的优势

高敏感性：每个spot可以检测数千个基因；
高效率： 工作流程1天（从组织切片到文库构建）；
高分辨率：每个捕获区域大约5000个spots，每个spot直径55μm，两个spot的距离为100μm；
套餐式试剂盒：试剂盒包括玻片和试剂；
无偏差：使用polyA捕获所有mRNA；
细胞分辨率：每个spot 1-10个细胞取决于组织类型和厚度。

结果展示

1、空间转录组数据分析的核心是根据每个芯片上每个spot的基因表达信息进行聚类，然后将spot根据地址序列放回到组织的图像上，同时可以对每个gene在组织上表达的空间位置进行定位。

Spot聚类与图像整合

2、如图，A 代表组织切片的 HE 染色。B 和 C 分别代表海马组织的标记基因 Tmsb4x 和 Selenow 基因的空间表达情况，结果显示这两个基因在海马体中显著高表达，符合已知的基因表达模式。

小鼠大脑空间分辨率的基因表达模式图

3、如图，A 代表组织切片的 HE 染色。B 和 C 分别代表 UMI 计数和总基因计数与组织空间位置的图像叠加。D 代表基于总体差异表达基因的空间聚类结果，最右边显示了 cluster2 排名前 10 的特异表达基因。E、F、G、H 分别代表了不同基因的空间 mRNA 表达。

小鼠肾脏空间转录组的 mRNA 表达及聚类图