作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2022/5/18 9:57:34
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细胞活动3D视图阐明周围环境
助力更精确选择癌症疗法

 

科技日报北京5月17日电 (实习记者张佳欣)正如不知道上下文的情况下很难理解对话一样,生物学家在不了解细胞环境的情况下也很难理解基因表达的意义。为解决这个问题,美国普林斯顿大学工程学院研究人员开发了一种新方法,整合了来自同一组织样本的多个切片的基因表达信息,提供了健康和疾病中的细胞活动的三维(3D)视图,包括常见的皮肤癌和鳞状细胞癌。

新方法可阐明细胞周围的环境,方便生物学家更好地理解基因表达信息。研究人员希望,新方法将打开识别稀有细胞类型的大门,并帮助医生更精确地选择癌症治疗方案。相关论文16日发表在《自然·方法》杂志上。

将基因表达与细胞环境联系起来的基本技术被称为空间转录组,已存在多年。科学家将组织样本分解到一个微尺度的网格上,并将网格上的每个点与基因表达的信息联系起来。但目前的计算工具只能在两个维度上分析基因表达的空间模式。使用单个组织样本的多个切片的实验,很难合成组织中细胞类型的完整图景。

普林斯顿大学开发的新方法PASTE,整合了来自同一组织样本的多个切片的信息,提供了肿瘤或发育中器官内基因表达的3D视图。当实验中的序列覆盖范围因技术或成本问题而受到限制时,PASTE还可将来自多个组织切片的信息合并到具有更丰富基因表达信息的单个2D切片中。

该技术可对单个组织样本的多个切片进行比对,根据细胞的基因表达谱对细胞进行分类,同时保留细胞在组织中的物理位置。

研究人员将PASTE应用于从4名不同患者的皮肤癌活检中收集的数据。此前对这些数据的分析表明,细胞类型错综复杂,癌细胞和健康细胞高度混杂在一起。然而,PASTE方法显示,3个患者样本中明显的低空间相干性或是由于实验中的低序列覆盖率导致的。

研究人员整合了几个这样的切片,并有效地增加了数据的覆盖面后,得到了更多空间上连贯的细胞分组,这比组织中随机定位的每一种细胞类型更合理。

 
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