空间转录组都绘制了哪些图谱? | 空间转录组数据资源

2020-08-11 133其它数据库

昨天我们通过一篇综述(👉  空间转录组是一种怎样的转录组?),了解了空间转录组各种方法的技术原理/优缺点,空间转录组的应用等信息,其中空间转录组的应用范围覆盖构建空间转录组图谱和描绘胚胎发育/空间蓝图等。

空间转录组都绘制了哪些图谱?

人类心脏发育全器官尺度单细胞基因表达时空图谱

研究人员采集妊娠早期三个阶段(4.5–5,6.5,9周)的心脏组织样本,依次采用空间转录组学(ST)、单细胞转录组测序(scRNA-seq)和原位靶向测序技术(ISS)进行分层研究。揭示了胚胎心脏在三个发育阶段的细胞类型的综合转录情况,并将细胞类型特异性基因表达映射到特定的解剖结构域。

空间转录组学鉴定出与每个发育阶段的不同解剖区域相对应的独特基因图谱。单细胞RNA测序鉴定的人胚胎心脏细胞类型证实并丰富了胚胎心脏基因表达的空间注释。用原位测序来改进这些结果,为三个发育阶段创建一个空间亚细胞图,并建立了一个公开的人类心脏发育网络资源,以促进未来人类心脏发生的研究。

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原始测序数据已保存至EGA,数据编号:EGAS00001003996
空间转录组分析流程的详细信息可从如下链接获取: https://github.com/SpatialTranscriptomicsResearch/st_pipeline
计数矩阵可访问如下链接获取: https://www.spatialresearch.org

小鼠早期胚胎发育过程中全胚层谱系发生的时空转录组图谱

研究人员对利用空间转录组分析方法(Geo-seq)对小鼠早期胚胎发育多个时期(E5.5、E6.0、E6.5、E7.0和E7.5)的外、中、内三个胚层构建空间转录组,建立起百科全书式全基因组的时空表达数据库(http://egastrulation.sibcb.ac.cn/),此数据库实现了小鼠早期胚胎所有表达基因高分辨率的数字化原位杂交图谱,是目前国际上关于小鼠着床后早期胚胎最全面、最完整的交互性时空转录组数据库。

研究人员借鉴更具生物学意义、更加稳健的SCENIC数据分析方法,结合着床前胚胎的转录组数据,将发育过程中最重要的时间和空间信息联合分析,构建了小鼠早期胚胎发育过程的系统发生树,并从分子层面重构了胚层谱系的发生过程;结合功能实验,首次发现Hippo/Yap信号通路在内胚层谱系发生过程中具有重要作用,同时也找到了许多在胚层谱系发生过程中关键的转录因子。

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本研究中产生的RNA-seq数据已保存至GEO和NODE,数据编号分别为GSE120963和OEP000320
eGastrulation数据库:http://egastrulation.sibcb.ac.cn.

人类鳞状细胞癌组成和空间结构的多模式图谱

研究人员结合单细胞转录组测序、空间转录组及多路复用离子束成像技术(MIBI)技术,对人皮肤鳞状细胞癌(cSCC)和配对的正常皮肤进行研究,分析了cSCC肿瘤和基质细胞亚群,它们相互作用的空间微环境,以及它们参与的癌症通讯基因网络。

结果表明cSCC表现为4个肿瘤亚群和3个正常表皮状态亚群,1个定位于纤维血管微环境的肿瘤特异性角质形成细胞亚群(TSK)。整合单细胞和空间数据,将配体-受体网络映射到特定细胞类型,揭示TSK是细胞间通讯的枢纽。观察到多种潜在的免疫抑制特征,包括T调节细胞(Treg)与CD8 T细胞在肿瘤间质中的共定位。最后,人类肿瘤异种移植物的单细胞特性和体内CRISPR筛选鉴定了特定肿瘤亚群丰度的基因网络在肿瘤发生中的重要作用。

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上述研究中的原始及处理后数据已保存至GEO,数据编号:GSE144240
通过MIBItracker (Ionpath Inc)的公共实例,可以免费访问研究中涉及的MIBI数据:https://mibi-share.ionpath.com/.

如何一站式存储单细胞测序和分析数据?

国家基因库序列归档系统(CNSA)可实现单细胞【测序数据】和【分析数据】的一站式归档服务。

操作指引:登录CNGBdb → 导航栏点击数据提交 → 进入CNSA:导航栏点击提交入口或在页面点击提交按钮 → 数据提交页面:实验/测序板块提交测序数据;单细胞板块提交分析数据(表达矩阵、MM坐标矩阵、聚类文件等)。

数据提交过程遇到任何问题都可直接联系datasubs@cngb.org。

CNGBdb 的数据[存]储功能由旗下的国家基因库序列归档系统(CNSA,db.cngb.org/cnsa)负责,这是国内首个实现在线批量上传和审编的组学数据归档库,可支撑全球科研成果发表。截至2020年7月30日,CNSA已支持论文发表147篇,发表期刊92个,包括Cell、Nature、Science、Lancet等。

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参考文献
[1] Asp M, Giacomello S, Larsson L, et al. A Spatiotemporal Organ-Wide Gene Expression and Cell Atlas of the Developing Human Heart. Cell. 2019;179(7):1647-1660.e19. 
[2] Peng G, Suo S, Cui G, et al. Molecular architecture of lineage allocation and tissue organization in early mouse embryo [published correction appears in Nature. 2020 Jan;577(7791):E6]. Nature. 2019;572(7770):528-532.
[3] Gillette M A, Satpathy S, Cao S, et al. Proteogenomic characterization reveals therapeutic vulnerabilities in lung adenocarcinoma[J]. Cell, 2020, 182(1): 200-225. e35.
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