单细胞测序&空间转录组测序“强强联手”揭示肠道发育

肠道是人体最大的屏障器官，与肠道微生物共生协调营养需求和免疫。多种相互关联的细胞类型构成了成熟的肠道及其不同的形态，但其发育的分子基础仍不清楚。来自牛津大学Simmons和Koohy教授团队通过单细胞测序联合空间转录组技术来研究肠道发育过程中形态的变化。研究对来自17例胚胎的77个样本进行了单细胞RNA测序（使用寡核苷酸标记抗体的多重混样技术）以及对来自5个样本的8张切片进行了空间转录组测序。通过一系列的生物信息学分析方法，包括细胞间通讯网络构建, SCENIC转录因子模块分析，拟时序分析，RNA 速率分析，基因功能富集分析等，最终共鉴定了101种细胞类型，包括上皮细胞和间充质祖细胞群和与关键形态发生的重要程序。作者描述了隐窝-绒毛轴形成的原理，发育中的肠道的神经、血管、间充质形态发生和免疫群体。确定了发育中的成纤维细胞和肌成纤维细胞亚型的分化层次，并描述了它们的不同功能，包括作为血管生态位细胞的功能。作者确定了Peyer’s patches和gut-associated lymphoid tissue (GALT)的起源，并描述了位置特异性免疫程序。提出了一个无偏倚的分析形态梯度，可以用来指引连续的细胞分化、定义细胞、以及罕见的发育性肠道疾病相关的位置区域。此外,作者还编制了一个公开的胎儿肠道在时间和空间层面发育(STAR-FINDer) 的在线数据库，以促进进一步的工作。

图 研究路线图

空间转录组学技术的优势：知道转录本的位置，但不能获得详细的细胞类群信息。

单细胞RNA测序技术的优势：可以将每个转录本与单个细胞联系起来，但是关于这些转录本在组织中的位置的信息丢失了。

单细胞测序+空间转录组测序：优势互补，同时获得细胞类型群体，以及基因表达和细胞的空间位置信息。

参考文献：

Fawkner-Corbett D, Antanaviciute A, Parikh K, et al. Spatiotemporal analysis of human intestinal development at single-cell resolution[J]. Cell.