Services de transcriptomique spatiale Visium haute résolution 10x

Cartographiez l'ensemble du transcriptome directement sur des sections de tissu intactes. Des échantillons frais congelés standards aux échantillons FFPE difficiles, nous fournissons des données d'expression génique spatiale non biaisées et de haute résolution, intégrées de manière transparente à la morphologie des tissus pour accélérer votre recherche fondamentale.

Avantages techniques fondamentaux:

  • Compatibilité avec un large éventail d'échantillonsProtocoles de sectionnement et de perméabilisation optimisés pour les tissus FFPE, frais congelés (FF) et fixés congelés (FxF), garantissant un rendement élevé en ARN.
  • Cartographie haute résolution sans biaisProfilage complet de l'ensemble du transcriptome à travers des sections de tissu entières (jusqu'à 6,5 mm x 6,5 mm), alignant précisément l'imagerie H&E ou l'immunofluorescence (IF) avec l'expression moléculaire.
  • Analyse et visualisation de bout en boutSolutions bioinformatiques clés en main, allant du traitement des données brutes à la création de regroupements spatiaux personnalisés et à la livraison de fichiers interactifs Loupe Browser.
Directives de Soumission d'Échantillons

Table des matières

    Qu'est-ce que la transcriptomique spatiale ?

    La transcriptomique spatiale, une approche innovante pour une analyse approfondie des données RNA-seq dans une dimension spatiale, permet une représentation complète de la distribution de l'ARNm au sein de chaque coupe de tissu individuelle. Cela permet ensuite la localisation précise et l'identification différentielle des gènes fonctionnels exprimés activement dans une région tissulaire spécifique. Étant donné que les cellules, représentant les unités de base d'un organisme, exercent leurs fonctions biologiques uniques en collaboration avec leur microenvironnement spatialement spécifique, la maîtrise des informations de positionnement spatial devient primordiale lors de l'étude des mécanismes en biologie cellulaire, en oncologie et en biologie du développement.

    Grâce aux avancées des technologies d'imagerie microscopique (y compris l'imagerie super-résolution et l'imagerie de molécules uniques), ainsi qu'aux améliorations continues des techniques d'hybridation in situ par fluorescence multicolore, notre compréhension des cellules, de la structure des tissus et de leurs fonctions a considérablement progressé. Parallèlement, l'évolution des technologies de séquençage a permis des analyses quantitatives et qualitatives précises de l'expression génique dans des cellules ou tissus auparavant inexplorés. La transcriptomique spatiale, en intégrant l'imagerie microscopique et les technologies de séquençage, conserve autant d'informations spatiales que possible sur l'échantillon tout en obtenant des données sur l'expression génique. Cela offre aux scientifiques des découvertes révolutionnaires aux implications profondes.

    Séquençage de transcriptomique spatiale FFPE

    Avec l'avancement continu et l'innovation dans la technologie de la transcriptomique spatiale, de nombreux défis techniques sont progressivement surmontés. Récemment, 10X Genomics a réalisé une avancée significative en appliquant la transcriptomique spatiale pour résoudre avec succès les limitations des sections de tissus fixés au formol et inclus dans la paraffine (FFPE) dans l'analyse de l'expression génique spatiale. Ce développement fournit un soutien solide pour une exploration plus approfondie des informations spatiales. La technologie d'expression génique spatiale Visium combine habilement l'histologie avec le séquençage d'ARN à haut débit, élargissant considérablement les types et l'étendue du traitement des échantillons dans la technologie de séquençage à cellule unique. Cela offre une sélection plus riche pour la recherche dans des domaines tels que la pathophysiologie, permettant des analyses transcriptomiques complètes de plus de 18 000 gènes chez les humains et les souris. Cette technologie permet l'examen approfondi de l'expression des gènes de toute voie, l'analyse de l'hétérogénéité tissulaire et la révélation des types et états cellulaires dans différents contextes morphologiques tissulaires.

    Service de séquençage en transcriptomique spatiale Visium 10x Genomics chez CD Genomics

    Le service de séquençage en transcriptomique spatiale de CD Genomics est une technique révolutionnaire, utilisant la plateforme avancée 10x Visium, qui permet un profilage transcriptionnel in situ précis de l'expression génique complète au sein des tissus. Cette approche fournit des informations détaillées non seulement sur les niveaux d'expression génique, mais aussi sur l'emplacement précis où les gènes sont exprimés dans l'espace tissulaire. Cette procédure nous permet d'observer et de comparer directement les expressions géniques différentielles dans diverses régions fonctionnelles au sein des tissus. Ce faisant, elle offre un outil puissant pour l'exploration approfondie des fonctions tissulaires et des mécanismes de la maladie, amplifiant ainsi notre capacité à examiner les mécanismes de la santé et de la maladie.

    Source: 10x Genomics10x Genomics

    Principe de séquençage en transcriptomique spatiale Visium de 10x Genomics

    La clé de la technologie derrière les solutions d'expression génique spatiale réside dans la section de la diapositive. Servant de base à la construction de la bibliothèque, chaque diapositive est dotée de quatre zones de capture précises, chacune mesurant 6,5 x 6,5 millimètres et affichée dans un cadre quadrangulaire. Nichées dans chaque zone de capture se trouvent 5000 points étiquetés par code-barres, chacun ayant un diamètre de 55 micromètres et une distance centre à centre de 100 micromètres entre les points adjacents. Chaque point porte une séquence de code-barres unique – un code-barres spatial – utilisé pour identifier et différencier les points discrets. De plus, chaque sonde d'acide nucléique à l'intérieur d'un point possède une étiquette unique exclusive pour distinguer les transcrits variés au sein d'une seule cellule et éliminer les duplications PCR, permettant ainsi une quantification absolue.

    Lors de la libération de l'ARN des cellules dans la coupe de tissu, il migre vers chaque emplacement mentionné et se voit attribuer des séquences de code-barres correspondantes. Par la suite, l'ARN subit les processus de construction de bibliothèque et de séquençage. En exploitant les informations de code-barres provenant des données de la sonde, nous pouvons attribuer les données avec précision à leur emplacement pertinent, établissant les origines des données à partir de coordonnées spatiales spécifiques. En fin de compte, ce processus permet de visualiser l'expression génique spatiale.

    Source: 10x GenomicsAperçu du flux de travail d'analyse spatiale Visium. (Dmitrii Shek et al.) Méthodes Protoc. 2023)

    Étapes expérimentales de séquençage en transcriptomique spatiale

    La découpe précise d'échantillons de tissus frais congelés est effectuée, suivie de la visualisation à l'aide de techniques d'imagerie avancées.

    Les sections de tissu sont positionnées sur une lame spécialement conçue, recouverte de sondes de capture spécifiques à l'ARN. Après des étapes de fixation et de perméabilisation rigoureuses, l'ARNm à l'intérieur des cellules est entièrement libéré et spécifiquement lié aux sondes de capture, ce qui permet une capture précise des informations sur l'expression génique.

    L'ARN capturé sert de modèle pour la synthèse précise de cDNA et la préparation de la bibliothèque de séquençage, garantissant l'exactitude et la fiabilité des analyses ultérieures.

    Les bibliothèques de séquençage préparées subissent un séquençage efficace pour une capture complète des informations sur l'expression génique.

    Grâce à l'analyse de visualisation des données, nous déterminons précisément les gènes qui sont exprimés, les quantifions et interprétons davantage leurs informations de positionnement spatial.

    Flux de travail du service de séquençage en transcriptomique spatiale

    Flux de travail du service d'expression génique spatiale Visium pour tissu frais congelé

    Visium Spatial Gene Expression for Fresh Frozen Tissue Service Workflow

    Flux de travail du service d'expression génique spatiale Visium pour FFPE

    Visium Spatial Gene Expression for FFPE Service Workflow

    Spécification de service

    Exigences d'échantillon
    Tissu frais : 6,5 mm³
    FFPE : 6,5 mm³ ; DV200 > 50 %
    Plage des espèces : Humain, Souris, Rat. Pour d'autres espèces, veuillez consulter.
    Séquençage
    Plateforme de séquençage : Illumina NovaSeq 6000
    Modèle de séquençage : Séquençage PE150
    Volume de données : ≥50k paires de lectures par point.
    Analyse bioinformatique
    Nous proposons des analyses bioinformatiques personnalisées, y compris :
    Données de séquence brutes
    Évaluation de la qualité des données de séquençage et filtrage
    Contrôle qualité ponctuel
    Alignement des données
    Normalisation des données
    Regroupement de points
    Analyse de sous-population de points
    Analyse des marqueurs
    Identification des types cellulaires
    Annotation de région anatomique
    Analyse de la communication cellulaire
    Analyse différentielle inter-échantillons
    Analyse différentielle de la région d'interannotation

    Préparation des échantillons

    Il est impératif de mentionner une précaution cruciale dans le processus de préparation des échantillons, en particulier pour les échantillons de tissu. Il est conseillé d'éviter la congélation instantanée dans l'azote liquide, car le refroidissement rapide peut potentiellement nuire aux structures cellulaires. Au lieu de cela, l'utilisation de pentane incorporé avec OTC pour la congélation rapide des échantillons de tissu est officiellement recommandée par 10X Genomics. Au cours de l'application pratique, de nombreux chercheurs rencontrent fréquemment des difficultés lors de l'étape de préparation de la suspension durant les expériences sur cellules uniques. Malgré des tentatives répétées de traitement par digestion, obtenir une suspension de cellules uniques qui répond aux exigences pour l'utilisation de la machine reste ardu. Même si l'on procède à l'opération de la machine à contrecœur, il peut y avoir des risques de conditions cellulaires sous-optimales, de capture cellulaire insuffisante et de complications dues à un mélange multicellulaire. En comparaison, le flux de travail des expériences de transcriptomique spatiale est quelque peu simplifié. Sous la direction d'entreprises accomplies, après avoir effectué une congélation raisonnable des échantillons de tissu, les étapes suivantes de clarification des tissus, de coloration, de fixation, de clarification, de construction de bibliothèque, de séquençage et d'analyse, etc., peuvent toutes être confiées à des entreprises professionnelles. Cela pourrait faire gagner aux chercheurs un temps considérable.

    Avantages du service

    Tranchage de qualité supérieureAvec une vaste expérience en découpe et en montage, nous avons développé des solutions optimisées pour différents tissus.

    Analyse automatiséeNotre procédure d'analyse bien établie offre une interprétation rapide et précise des données de transcriptome spatial.

    Contrôle de qualité standardiséNotre richesse d'expérience pratique a conduit au développement d'un système de contrôle qualité standardisé.

    Équipe professionnelleNotre équipe technique renommée possède des années d'expérience dans la conception de plans de projet, les opérations de laboratoire et l'analyse après-vente.

    Approche de service completNous proposons une gamme complète de services allant de la cryopréservation des tissus et de l'encapsulation, au montage, à la découpe, au déparaffinage, à la construction de bibliothèques et au séquençage, ainsi qu'à l'analyse des données.

    Résultats de la démo

    Figure 1. Spot clustering and image integration. (Source: 10x Genomics)Figure 1. Regroupement de spots et intégration d'images. (Source : 10x Genomics)

    Figure 1. Spot clustering and image integration. (Source: 10x Genomics)Figure 2. Modèle d'expression génique en résolution spatiale. (Source : 10x Genomics)

    Figure 3. mRNA expression and clustering map of spatial transcriptome. (Source: 10x Genomics)Figure 3. Expression d'ARNm et carte de regroupement du transcriptome spatial. (Source : 10x Genomics)

    FAQ sur le séquençage transcriptomique spatial 10x

    Études de cas sur le séquençage transcriptomique spatial 10x

    La cartographie spatiale révèle des sous-populations d'adipocytes humains avec des sensibilités distinctes.

    Journal : Métabolisme cellulaire

    Facteur d'impact : 27,287

    Publié : 7 septembre 2021

    Contexte

    Le tissu adipeux blanc (TAB) régule l'équilibre énergétique par le stockage des lipides et la sécrétion de facteurs. Sa plasticité implique divers types cellulaires, avec une expansion saine du TAB nécessitant une vascularisation, une formation d'adipocytes et des réponses immunitaires, tandis qu'un TAB malsain présente une hypertrophie et une inflammation chronique, conduisant à des maladies métaboliques. La transcriptomique spatiale combinée au séquençage d'ARN à cellule unique a identifié trois populations distinctes d'adipocytes dans le TAB humain, chacune ayant des réponses hormonales différentes, soulignant l'importance de l'hétérogénéité des adipocytes dans la sensibilité hormonale.

    Matériaux et Méthodes

    Préparation des échantillons

    • Sujets humains
    • Échantillons de tissu adipeux sous-cutané

    Séquençage

    • Séquençage transcriptomique spatial 10x
    • Plateforme Illumina NovaSeq6000

    Analyse des données

    • Traitement des données de séquence
    • Évaluations de la taille des cellules graisseuses basées sur des images
    • Analyses des profils d'expression et des voies métaboliques
    • Analyses des gènes marqueurs des sous-types d'adipocytes

    Résultats

    En utilisant la plateforme d'expression génique spatiale Visium de 10x Genomics, les auteurs ont analysé le tissu adipeux sous-cutané abdominal de dix individus. Ils ont identifié 20 classes cellulaires distinctes, y compris des cellules immunitaires, vasculaires et progénitrices. La combinaison de la transcriptomique spatiale et du séquençage d'ARN à cellule unique a révélé trois classes d'adipocytes matures avec des signatures géniques uniques. Ces résultats mettent en évidence l'hétérogénéité cellulaire et l'organisation spatiale au sein du tissu adipeux, améliorant la compréhension de sa structure et de sa fonction complexes.

    Figure 1. Integration of spatial and single-cell transcriptomic data reveals 18 distinct cell classes in human WAT. (Bäckdahl et al., 2021)Figure 1. Des analyses intégratives des données transcriptomiques spatiales et unicellulaires identifient 18 classes cellulaires distinctes dans le tissu adipeux humain.

    Les auteurs ont analysé de manière systématique l'organisation cellulaire du tissu adipeux blanc (WAT) et ont découvert que les cellules forment à la fois des clusters homotypiques et hétérotypiques. Les cellules immunitaires, les progéniteurs d'adipocytes et les cellules vasculaires ont montré des degrés variés de regroupement homotypique. De plus, l'étude a révélé des relations spatiales entre différentes classes de cellules. Ces résultats soulignent les relations complexes et spatialement définies entre les cellules au sein du WAT.

    Figure 2. Resident cells in WAT exhibit significant variations in their tendency to form homotypic cell clusters. (Bäckdahl et al., 2021)La figure 2. Les cellules résidentes du WAT présentent de grandes variations dans leur propension à former des agrégats cellulaires homotypiques.

    Figure 3. Certain cell populations in WAT form heterotypic clusters. (Bäckdahl et al., 2021)Figure 3. Des populations cellulaires spécifiques affichent des clusters hétérotypiques dans le tissu adipeux blanc (WAT).

    Conclusion

    Les auteurs ont utilisé la transcriptomique spatiale à haute résolution pour cartographier le tissu adipeux blanc humain (WAT), identifiant 18 classes cellulaires distinctes, y compris des progéniteurs adipocytaires, des cellules immunitaires, vasculaires et des cellules graisseuses matures. Ils ont développé des algorithmes pour découvrir des clusters cellulaires homotypiques et hétérotypiques, montrant que le WAT est plus organisé structurellement que ce que l'on pensait auparavant. Notamment, ils ont constaté que seule l'une des trois populations d'adipocytes matures identifiées réagissait de manière significative au stimulus hormonal. Ce travail améliore notre compréhension de l'architecture cellulaire du WAT et de son impact sur la sensibilité hormonale, fournissant une ressource précieuse pour de futures recherches.

    Référence

    1. Bäckdahl J, Franzén L, Massier L, et al. La cartographie spatiale révèle des sous-populations d'adipocytes humains avec des sensibilités distinctes. Métabolisme cellulaire, 2021, 33(9) : 1869-1882. e6.

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