ابزار مکان انواع سلول های منفرد را برای هدایت بینش های بیولوژیکی – مشخص می کند

این مطالعه امروز در منتشر شد بیوتکنولوژی طبیعت و در نشست سالانه انجمن آمریکایی تحقیقات سرطان (AACR) در سال 2022 (چکیده 2129) ارائه خواهد شد.

این ابزار که CellTrek نام دارد، از داده های توالی یابی RNA تک سلولی (scRNA-seq) همراه با سنجش های رونویسی فضایی (ST) استفاده می کند – که بیان ژن فضایی را در بسیاری از گروه های کوچک سلولی اندازه گیری می کند – تا به طور دقیق مکان را مشخص کند. انواع سلول های فردی در یک بافت محققان یافته‌هایی را از تجزیه و تحلیل بافت‌های کلیه و مغز و همچنین نمونه‌هایی از سرطان سینه در محل کارسینکوم مجرای (DCIS) ارائه کردند.

نیکلاس ناوین، نویسنده ارشد، پروفسور ژنتیک، گفت: “توالی یابی RNA تک سلولی اطلاعات فوق العاده ای در مورد سلول های داخل بافت ارائه می دهد، اما در نهایت، شما می خواهید بدانید که این سلول ها در کجا توزیع می شوند، به ویژه در نمونه های تومور.” و بیوانفورماتیک و زیست شناسی محاسباتی. “این ابزار به ما اجازه می‌دهد تا با رویکردی بی‌طرفانه به این سوال پاسخ دهیم که تکنیک‌های نقشه‌برداری فضایی موجود را بهبود می‌بخشد.”

توالی یابی RNA تک سلولی یک روش ثابت برای تجزیه و تحلیل بیان ژن بسیاری از سلول های منفرد از یک نمونه است، اما نمی تواند اطلاعاتی در مورد مکان سلول ها در یک بافت ارائه دهد. از سوی دیگر، سنجش‌های ST می‌توانند بیان فضایی ژن را با تجزیه و تحلیل بسیاری از گروه‌های کوچک سلولی در یک بافت اندازه‌گیری کنند، اما قادر به ارائه وضوح تک سلولی نیستند.

ناوین توضیح داد که رویکردهای محاسباتی کنونی، که به عنوان تکنیک‌های دکانولوشن شناخته می‌شوند، می‌توانند انواع سلول‌های مختلف موجود از داده‌های ST را شناسایی کنند، اما آنها قادر به ارائه اطلاعات دقیق در سطح تک سلولی نیستند.

بنابراین، اولین نویسندگان، Runmin Wei، Ph.D.، و Siyuan He از آزمایشگاه Navin، تلاش‌ها را برای توسعه CellTrek به عنوان ابزاری برای ترکیب مزایای منحصر به فرد سنجش‌های scRNA-seq و ST و ایجاد نقشه‌های فضایی دقیق از نمونه‌های بافت رهبری کردند. .

با استفاده از داده‌های scRNA-seq و ST در دسترس عموم از بافت‌های مغز و کلیه، محققان نشان دادند که CellTrek به دقیق‌ترین و دقیق‌ترین وضوح مکانی روش‌های ارزیابی‌شده دست یافت. رویکرد CellTrek همچنین قادر به تشخیص تفاوت‌های بیان ژن ظریف در همان نوع سلول بود تا اطلاعاتی در مورد ناهمگونی آنها در یک نمونه به دست آورد.

محققان همچنین با Savitri Krishnamurthy، MD، استاد پاتولوژی، برای استفاده از CellTrek برای مطالعه بافت‌های سرطان پستان DCIS همکاری کردند. در تجزیه و تحلیل 6800 سلول منفرد و 1500 ناحیه ST از یک نمونه واحد DCIS، تیم دریافت که زیرگروه‌های مختلف سلول‌های تومور در الگوهای منحصر به فردی در مناطق خاصی از تومور تکامل می‌یابند. تجزیه و تحلیل دومین نمونه DCIS توانایی CellTrek را برای بازسازی ریزمحیط ایمنی تومور فضایی در بافت تومور نشان داد.

نوین گفت: «در حالی که این رویکرد به تجزیه و تحلیل بافت های تومور محدود نمی شود، کاربردهای آشکاری برای درک بهتر سرطان وجود دارد. “آسیب شناسی واقعاً تشخیص سرطان را هدایت می کند و با این ابزار، ما می توانیم داده های مولکولی را بر روی داده های پاتولوژیک نقشه برداری کنیم تا امکان طبقه بندی حتی عمیق تر تومورها و راهنمایی بهتر رویکردهای درمانی را فراهم کنیم.”

این تحقیق توسط مؤسسه ملی بهداشت / مؤسسه ملی سرطان (RO1CA240526، RO1CA236864، CA016672)، مؤسسه تحقیقاتی و پیشگیری از سرطان تگزاس (CPRIT) (RP180684)، گرنت شبکه SEED سرطان Chan Zuckerberg و PRECIONIS حمایت شده است. کمک هزینه چالش ها نوین توسط انجمن آمریکایی برای پیشرفت علم (AAAS) جایزه تحقیقات سرطان مارتین و رز واچتل، جایزه نوآوری دیمون رانیون-راچلف، کمک هزینه تحصیلی خانواده اندرو سابین و جایزه جک و بورلی راندال برای تعالی در تحقیقات سرطان حمایت می شود. وی توسط جایزه کمک هزینه زیست شناسی کمی دیمون رانیون حمایت می شود.

نویسندگان همکار MD Anderson عبارتند از شانشان بای، امی سی، دکترا، و مین هو، همه از ژنتیک. و کن چن، دکترای بیوانفورماتیک. نویسندگان دیگر عبارتند از Alastair Thompson، MD، از کالج پزشکی Baylor، هیوستون. نویسندگان هیچ تضاد منافعی ندارند.