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陈兴、黄岩谊课题组与合作者报道空间分辨的单细胞测序新方法

作者:     来源ï¼?nbsp;    发布日期:2022-01-07

单细èƒ?/span>转录ç»?/span>测序目前已成为生物学研究中的核心技术手æ®?/span>,其能够帮助研究人员获得组织样品中单细胞水平的基因表达信息。然而,传统的单细胞测序流程需è¦?/span>å…?/span>将组织消化为单细胞悬液,这一过程会造成细胞空间位置信息的丢失ã€?/span>已有的空é—?/span>分辨单细胞转录组原位测序技术往往受限äº?/span>ä½?/span>空间分辨çŽ?/span>、低通量和高背景等问题ã€?/span>

近日,北京大学化学与分子工程学院陈兴课题组、黄岩谊课题组与北京大学第一医院杨莉课题组合作开发了一种全新的空间分辨单细胞测序技æœ?/span>(OpTAG-seq)ã€?/span>è¯?/span>方法利用光激活的亚甲基苯醌探é’?/span>对特定位置的细胞进行荧光标记ï¼?/span>随后将被标记的细胞进行分离和单细èƒ?/span>二代建库测序ï¼?/span>在获得高质量单细胞测序数据的同时保留äº?/span>细胞çš?/span>空间位置信息ã€?/span>

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为了实现高空间分辨率çš?/span>细胞标记ï¼?/span>作è€?/span>设计并合成了光激活探针ONPF,并基于其开发了光控细胞标记策略OpTAG。在紫外å…?/span>照射下,ONPF转化生成具有极强反应活性的亚甲基苯醌中间体。在活细胞表面,è¯?/span>中间体能快速地与细胞膜上的蛋白质等亲核试剂进行共价连接ã€?/span>作è€?/span>在探针上引入生物素报告基团,å¹?/span>利用荧光修饰çš?/span>链霉亲和素对标记进行表征ã€?/span>作è€?/span>证明这一探针能够在活细胞表面实现很高空间分辨率的标记。通过多轮标记和颜色组合,OpTAG最多可以在一份样品中同时实现7个位置的标记,且标记的空间分辨率可以达到单细èƒ?/span>水平ã€?/span>

作者随后将OpTAG标记,流式分选与单细胞测序结合,发展了一种新的空é—?/span>分辨单细胞测序技术OpTAG-seq。作者利用OpTAG-seq探究了癌症迁移过程的基因表达调控。在体外构建的癌细胞迁移模型中,作者分别对外部具有高迁移活性和内部的癌细胞进行OpTAG-seq分析。结果显示,这两部分细胞在降维分析中具有明显的分界,说明其基因表达具有较大差异。作者鉴定到许多在高迁移活性细胞中上调或下调的基因。其中,上调的这些基因显著地富集在细胞迁移和细胞运动等功能条目中。作者对其中两个靶标进行了免疫荧光验证,发现KRT17显著地在外部细胞高表达,而MUC16则在内部细胞高表达,ä¸?/span>测序结果高度一致。此外,作者还成功利用OpTAG在小鼠肾脏切片中对不同区域进行高效荧光标记,证明这一方法在组织层面也具有广阔的应用前景。以上结果说明OpTAG-seq能够有效地实现空é—?/span>分辨单细胞转录组测序,为研究细胞和组织中基因表达的时空调控提供了有力的化学工具ã€?/span>

è¯?/span>工作近日ä»?/span>“Optical Cell Tagging for Spatially Resolved Single-Cell RNA Sequencingâ€?/span>为题发表åœ?/span>Angewandte Chemie International Editionã€?/span>博士生唐éº?/span>å’?/span>刘璐ä¸?/span>文章å…?/span>同第一作者。郭怡兰、张æ—?/span>ã€?/span>张绍ç„?/span>ã€?/span>贾燕博士ã€?/span>杜逸飞博士、成波博士等ä¸?/span>è¯?/span>工作做出了重要贡献ã€?/span>陈兴教授ã€?/span>黄岩è°?/span>教授å’?/span>杨莉教授ä¸?/span>该论文的共同通讯作è€?/span>ã€?/span>该工作得到了国家自然科学基金委、科技éƒ?/span>ã€?/span>北京分子科学国家研究中心以及北大-清华生命科学联合中心的资助ã€?/span>

 

原文链接ï¼?/span>//onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202113929

 

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