Cell：开发出一种称为 Open

来源：100医药网 2024-07-15 11:36

Open-ST 提供了一种高性价比、高分辨率、易于使用的方法，可同时捕捉组织切片的组织形态和空间转录组学信息。连续的二维图谱可以对齐，可将组织重建为三维“虚拟组织块”。

在一项新的研究中，来自马克斯-德尔布吕克中心的Nikolaus Rajewsky教授及其研究团队开发出一种名为 Open-ST 的空间转录组学平台，使得科学家们能够三维重建组织内细胞中的基因表达。鉴于该平台生成的图谱分辨率极高，他们能够观察到传统的二维图谱往往无法观察到的分子结构和（亚）细胞结构。相关研究结果于2024年6月24日在线发表在Cell期刊上，论文标题为 Open-ST: High-resolution spatial transcriptomics in 3D 。

在小鼠大脑组织中，Open-ST 能够以亚细胞分辨率重建细胞类型。在来自头颈癌患者的肿瘤组织、健康淋巴结和转移性淋巴结中，该平台捕捉到了细胞、基质细胞和群体的多样性。它还显示，这些细胞群体是围绕原发肿瘤内的通讯热点组装起来的，但是这种组装在转移瘤中被破坏了。

这些新的见解有助于科学家们了解如何与周围环境相互作用，并有可能开始探索它们如何躲避免疫系统。这些数据还可用于预测个体患者的潜在药物靶点。该平台并不局限于癌症，还可用于研究任何类型的组织和有机体。Rajewsky实验室资深科学家Nikos Karaiskos博士说， 我们认为这类技术将帮助人们发现药物靶点和新疗法。

揭示组织的空间复杂性

转录组学是对细胞或细胞群体中基因表达的研究，但通常不包括空间信息。然而，空间转录组学（spatial transcriptomics）在给定的组织样本中测量空间中的RNA表达。

Open-ST 提供了一种高性价比、高分辨率、易于使用的方法，可同时捕捉组织切片的组织形态和空间转录组学信息。连续的二维图谱可以对齐，可将组织重建为三维 虚拟组织块（virtual tissue block） 。

Rajewsky 说， 了解病变组织中细胞之间的空间关系对于破译驱动疾病进展的复杂相互作用至关重要。Open-ST数据可以系统性地筛选细胞-细胞之间的相互作用，从而发现健康和疾病的机制以及对组织进行重编程的潜在方法。

癌症组织的 Open-ST 图像还突出显示了三维肿瘤/淋巴结边界的潜在生物标志物，这些标志物可能成为新的药物靶点。论文共同第一作者Daniel Le n-Peri n说， 这些结构在二维分析中无法看到，只有在这种无偏见的三维组织重建中才能看到。

图片来自Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2024.05.055

Rajewsky 补充说， 我们实现了完全不同的精确度。我们可以虚拟地导航到三维重建图中的任何位置，以确定单个细胞中的分子机制，或健康细胞与癌细胞之间的边界等等，这对于了解如何靶向疾病至关重要。

具有成本效益且易于使用的技术

Open-ST 的一个显著优势是成本低。市面上的空间转录组学工具可能昂贵得令人望而却步。然而，Open-ST 只需使用标准实验室设备，就能高效捕获 RNA，从而大大降低了成本。成本的降低还意味着科学家们可以扩大研究规模，纳入大量样本来研究患者队列。

这些作者免费提供了整个实验和计算工作流程，以便广泛使用。Le n-Peri n说，重要的是，该平台是模块化的，因此 Open-ST 可以根据具体需要进行调整。 所有工具都非常灵活，任何东西都可以调整或改变。

论文共同第一作者、Rajewsky实验室技术员Marie Schott说， 我们的一个关键目标是构建一种不仅功能强大而且易于使用的方法。我们希望通过降低成本和复杂性，使这项技术平民化，并加速发现。 （100yiyao.com）

参考资料：

Marie Schott et al. . Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2024.05.055.

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