05/15
2024
05/16
2024
2024穿越時間與空間的連結 - 單細胞與空間轉錄體技術分享會
2024.5.15 (三) - 2024.5.16 (四) 為期兩天，南+北 120位專家齊聚一堂，與3位講者共同交流單細胞實驗的經驗。
▎長庚大學 劉軒 教授
Disease Heterogeneity and Progression Revealed by Spatial Transcriptomic Landscape
▎Baylor College of Medicine 盧子喬 博士
Single-Cell Insights into Aging and Aging-related Disease in Drosophila
▎圖爾思生技 張維倫 博士
Application of 10x Genomics Chromium Single Cell Gene Expression Flex and Visium Spatial Gene Expression
回上一頁
▎長庚大學 劉軒 教授
Disease Heterogeneity and Progression Revealed by Spatial Transcriptomic Landscape
長庚大學的劉軒教授在結合多體學技術的研究方面擁有豐富的經驗，會議中分享了食道癌和口腔癌的研究成果，部分患者在接受同步化學放射治療(Concurrent Chemo-radiotherapy) ，但由於腫瘤的抗藥性，造成治療效果不佳，研究團隊目標是利用多體學技術找出預後差異的根本原因，並識別潛在的預後標記 (Prognosis marker)。
透過分析大量患者檢體的RNA定序數據，研究發現預後不佳患者中，免疫相關訊號傳遞路徑的基因表現受到抑制，而藥物代謝相關途徑 (Xenobiotic metabolism)則增強，後續細胞株實驗模型和代謝體技術分析，驗證了特定藥物代謝途徑不僅造成腫瘤抗藥性，代謝產物還抑制了免疫功能，接續利用了Visium 空間轉錄體實驗技術來確認腫瘤微環境中的細胞組成分佈，探索腫瘤與週邊浸潤免疫細胞之間的相互影響，希望確認預後不佳致病機轉的差異，開發替代的治療策略。
在會議中，劉軒教授也提到從早期使用Visium技術開始，手動貼附組織的實驗流程充滿挑戰，透過與圖爾思的合作，逐漸轉向使用新版Visium試劑並以CytAssist儀器輔助轉印玻片，大大降低了實驗流程的難度並提升了數據產出的品質，此外使用探針偵測基因表現的方式，即使是品質稍微不理想的FFPE樣品，也能獲得良好的分析結果，結合基因表現與組織影像空間分佈資訊，為研究帶來全新的視野。
透過分析大量患者檢體的RNA定序數據，研究發現預後不佳患者中，免疫相關訊號傳遞路徑的基因表現受到抑制，而藥物代謝相關途徑 (Xenobiotic metabolism)則增強，後續細胞株實驗模型和代謝體技術分析，驗證了特定藥物代謝途徑不僅造成腫瘤抗藥性，代謝產物還抑制了免疫功能，接續利用了Visium 空間轉錄體實驗技術來確認腫瘤微環境中的細胞組成分佈，探索腫瘤與週邊浸潤免疫細胞之間的相互影響，希望確認預後不佳致病機轉的差異，開發替代的治療策略。
在會議中，劉軒教授也提到從早期使用Visium技術開始，手動貼附組織的實驗流程充滿挑戰，透過與圖爾思的合作，逐漸轉向使用新版Visium試劑並以CytAssist儀器輔助轉印玻片，大大降低了實驗流程的難度並提升了數據產出的品質，此外使用探針偵測基因表現的方式，即使是品質稍微不理想的FFPE樣品，也能獲得良好的分析結果，結合基因表現與組織影像空間分佈資訊，為研究帶來全新的視野。
▎Baylor College of Medicine 盧子喬 博士
Single-Cell Insights into Aging and Aging-related Disease in Drosophila
隨著世界人口不斷增加，高齡人口比例也持續上升，因此盧博士所在的研究團隊以老化為核心，研究相關的致病機轉。由於不同細胞有著不同的老化速度，如何系統性地研究生物體內各種細胞的變化變得至關重要，在此前提下，Single Cell RNA 定序技術成為相當重要的研究手段。
考量到細胞數量與經濟性，研究團隊選擇果蠅作為模式物種，建立了果蠅的細胞圖譜 ( Fly Cell Atlas)，並從生活史不同階段收集組織，以找出老化特徵最為明顯的細胞類型，如脂肪細胞，相關結果也已經發表於《Science》期刊。在老化的過程中，神經退化性疾病是研究團隊另一個關注重點，以阿茲海默症為例，患者的腦部結構會明顯改變，其中β澱粉樣蛋白 (Amyloid beta, Aβ） 及 Tau 蛋白質對於神經元的影響尤為重要。團隊利用基因轉殖果蠅作為疾病模型，分別在神經細胞大量表現 Aβ42 及 Tau，再收集大量組織的細胞核做單細胞RNA定序，結合團隊在果蠅細胞圖譜所建立細胞類型註釋流程，得以快速將細胞分類註釋。
在Aβ42的疾病模型中，研究發現除了中樞神經之外，嗅覺相關的感覺神經元也會受到影響，後續驗證確認在多個神經元中，存在特定的細胞次分群並且伴隨著內質網壓力 (ER stress)的增加，後續在多個人類阿茲海默症患者的單細胞RNA 定序數據中也觀察到一致的現象，代表ER stress相關的神經凋亡與阿茲海默症有高度的相關性。
除了對於神經元的影響之外，單細胞RNA定序結果還顯示，Tau 大量表現的神經元會影響週邊組織中的多種細胞，在小鼠的疾病實驗模型也能重現這一現象，研究推測 Tau的高度表現可能加速了細胞老化，影響更不僅限於神經細胞。由於Tau僅在模式動物的神經細胞中高度表現，影響其他細胞的機制可能涉及細胞間通訊 (Cell-cell communication)。透過配體-受體分析 (Ligand-Receptor analysis)，研究團隊發現這一過程主要影響腸道、生殖系統和脂肪代謝相關的細胞。盧博士分享的研究結果揭示了老化與神經退化性疾病之間的關聯，更為老化相關的研究提供了新的研究方向。
考量到細胞數量與經濟性，研究團隊選擇果蠅作為模式物種，建立了果蠅的細胞圖譜 ( Fly Cell Atlas)，並從生活史不同階段收集組織，以找出老化特徵最為明顯的細胞類型，如脂肪細胞，相關結果也已經發表於《Science》期刊。在老化的過程中，神經退化性疾病是研究團隊另一個關注重點，以阿茲海默症為例，患者的腦部結構會明顯改變，其中β澱粉樣蛋白 (Amyloid beta, Aβ） 及 Tau 蛋白質對於神經元的影響尤為重要。團隊利用基因轉殖果蠅作為疾病模型，分別在神經細胞大量表現 Aβ42 及 Tau，再收集大量組織的細胞核做單細胞RNA定序，結合團隊在果蠅細胞圖譜所建立細胞類型註釋流程，得以快速將細胞分類註釋。
在Aβ42的疾病模型中，研究發現除了中樞神經之外，嗅覺相關的感覺神經元也會受到影響，後續驗證確認在多個神經元中，存在特定的細胞次分群並且伴隨著內質網壓力 (ER stress)的增加，後續在多個人類阿茲海默症患者的單細胞RNA 定序數據中也觀察到一致的現象，代表ER stress相關的神經凋亡與阿茲海默症有高度的相關性。
除了對於神經元的影響之外，單細胞RNA定序結果還顯示，Tau 大量表現的神經元會影響週邊組織中的多種細胞，在小鼠的疾病實驗模型也能重現這一現象，研究推測 Tau的高度表現可能加速了細胞老化，影響更不僅限於神經細胞。由於Tau僅在模式動物的神經細胞中高度表現，影響其他細胞的機制可能涉及細胞間通訊 (Cell-cell communication)。透過配體-受體分析 (Ligand-Receptor analysis)，研究團隊發現這一過程主要影響腸道、生殖系統和脂肪代謝相關的細胞。盧博士分享的研究結果揭示了老化與神經退化性疾病之間的關聯，更為老化相關的研究提供了新的研究方向。
▎圖爾思生技 張維倫 博士
Application of 10x Genomics Chromium Single Cell Gene Expression Flex and Visium Spatial Gene Expression
近年來，應用定序技術分析單細胞基因表現已經成為顯學，但是對於活細胞品質的高度要求，這項技術的應用受到了一定程度的限制，張博士在會議中介紹了目前10x Genomics 為人類及小鼠提供的Single Cell Gene Expression Flex解決方案，允許細胞先以甲醛 (Formaldehyde) 固定，然後挑選樣品使用探針偵測基因表現並標記，大大增加實驗設計的收樣彈性以及應用的樣品類型，論文實例也能佐證該技術在基因表現偵測的靈敏度優於其他類似產品，對於多時間多中心的大規模收樣也能有很好的結果，而圖爾思的實際項目經驗也顯示，與早期使用脂質標記Cell Multiplexing Oligo的 CellPlex 方案相比，Single Cell Gene Expression Flex 在混合樣品的穩定度也更加理想。
除了單細胞定序，張博士也分享了空間轉錄體技術的最新進展與應用，在CytAssist 儀器的幫助下，Visium Spatial Gene Expression 的切片貼附流程變得更加簡便，使用探針檢測基因表現，靈敏度相當高，今年推出的高解析度 Visium HD，使空間轉錄體技術能夠應用到更多研究領域，如果可以將空間轉錄體與單細胞RNA定序結果相結合，分析內容將更為完整，而圖爾思也已經開發出合併兩種技術的數據分析流程，除了視覺化呈現分析數據之外，還提供雲端分析平台，讓客戶可以即時調整分析參數並自行操作分析，後續也將針對相關分析開設教學工作坊，敬請期待。
除了單細胞定序，張博士也分享了空間轉錄體技術的最新進展與應用，在CytAssist 儀器的幫助下，Visium Spatial Gene Expression 的切片貼附流程變得更加簡便，使用探針檢測基因表現，靈敏度相當高，今年推出的高解析度 Visium HD，使空間轉錄體技術能夠應用到更多研究領域，如果可以將空間轉錄體與單細胞RNA定序結果相結合，分析內容將更為完整，而圖爾思也已經開發出合併兩種技術的數據分析流程，除了視覺化呈現分析數據之外，還提供雲端分析平台，讓客戶可以即時調整分析參數並自行操作分析，後續也將針對相關分析開設教學工作坊，敬請期待。
圖爾思生物科技 / 產品部
顧庭宇 文案 http://www.toolsbiotech.com/ © BIOTOOLS. All Rights Reserved
顧庭宇 文案 http://www.toolsbiotech.com/ © BIOTOOLS. All Rights Reserved
