空间转录组技术研究进展*

危 莹 张小丹 胡苗苗 吴忠琴 程 酩 郭 妍*

（上海交通大学生物医学工程学院，上海200240）

细胞作为机体的基本单元，在特定的空间位置与微环境协同，发挥其特有的生物学功能。生物学研究的重要目标是理解正常和病理状态下细胞的特点和功能。近十几年转录组技术飞速发展，已可从全基因组尺度对基因表达进行定量测量，极大地推进了研究人员对细胞功能的理解。转录组技术的发展主要经历了三个重要的阶段。第一个阶段是对大量 混 合 细 胞 进 行 转 录 组 测 序 （bulk transcriptome）［1］，该方法获得的是大量细胞的基因平均表达水平，虽然推进了对细胞群体的特性认识，但无法获知群体内特定细胞的基因表达情况。第二个阶段是对单细胞进行转录组测序（single cell transcriptome），该方法将对细胞基因表达的认识推进到单细胞的层面，目前已在发现新细胞类型、揭示细胞异质性等方面展现出优势。但是目前的单细胞转录组测序方法仍存在一定局限性，由于单细胞悬液的获得需要对组织进行酶解，悬液中的单细胞失去了组织空间位置信息，而且已有研究表明，有些单细胞在酶解过程中或离开特定微环境后，基因表达谱会发生变化［2］。除此以外，某些特殊形态的细胞，如大脑中结构复杂的神经元和神经胶质细胞，难以通过组织酶解获取。近年来，转录组研究进入空间转录组（spatial transcriptome）阶段，该技术可以同时获得细胞的空间位置信息和基因表达数据，进一步推进了对组织原位细胞真实基因表达的研究，为组织细胞功能、微环境互作、发育过程谱系追踪、疾病病理学等多个领域提供了重要的研究手段。……