作者:莎拉·C
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格拉德斯通研究所威廉姆斯 信用:CC0公共领域 并非肿瘤内的所有癌细胞都是平等的；你体内的所有免疫细胞(或所有肝脏或大脑细胞)也没有同样的功能
它们的功能很大程度上取决于它们的位置
现在，格拉德斯通研究所、加州大学旧金山分校(UCSF)和加州大学伯克利分校的研究人员开发了一种比以往任何时候都更有效的方法来同时绘制组织或肿瘤中单个细胞的特殊多样性和空间位置
这项名为XYZeq的技术本周在《《科学进展》》杂志上被在线描述
它包括将组织分割成一个微小的网格，然后分析网格每个正方形中完整细胞的核糖核酸，以便清楚地了解每个特定细胞在其空间位置中是如何工作的
这为疾病(包括癌症)期间组织的组织和不同细胞类型之间的相互作用提供了新的见解
“我们所建立的基本上是一种通过测序将显微镜和单细胞分析结合起来的方法，”叶春吉米博士说
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，UCSF大学医学副教授，该论文的主要作者
“这项技术让我们更接近于能够创建现代人体图谱
它不仅让我们看到特定组织中包含哪些细胞，还让我们看到它们在该组织中的位置、它们之间的关系以及它们如何随着疾病而变化
" “我认为，我们实际上正在朝着这一方向迈出一步，即通过分析组织来诊断、表征或研究疾病；这是未来的病理学，”医学博士亚历克斯·马森说
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该研究的资深作者之一，格拉德斯通-UCSF基因组免疫学研究所主任，UCSF大学医学副教授
在过去的十年里，单细胞测序的出现——让研究人员可以同时分析(或测序)一个细胞中包含的所有脱氧核糖核酸或核糖核酸——为组织内细胞的多样性带来了新的曙光
然而，这种技术，以及实验性地整合关于细胞位置的数据，使用当前可用的方法仍然具有挑战性
因此，虽然研究人员可以看到一个组织包含大量不同的细胞，但他们不知道这种不同的细胞混合物是如何排列的
格拉德斯通的博士后学者尤金·李是这项新研究的第一作者之一，他说:“到目前为止，大多数人一直在做的是将整个组织磨碎，然后从混合物中获取单细胞数据。”
“一旦组织被碾碎，所有关于细胞空间关系的信息都会丢失
通过这种新方法，我们保留了每个细胞来源的信息
" 在XYZeq中，将一片组织放在载玻片上，将组织分成数百个“微孔”，每个微孔大约有一粒盐的大小
组织中的每个细胞都被贴上分子条形码——一小段脱氧核糖核酸——的标签，这是它所在的微孔所独有的，就像附近的邮政编码一样
然后，这些单元被混合，并被分配第二个条形码，以确保给定正方形内的每个单元都有其自己的唯一标识符，如邻近区域内的街道地址
最后，对每个细胞的核糖核酸进行测序，结果保留了两种条形码，以告诉研究人员它来自组织的确切位置
为了测试XYZeq的实用性和有效性，研究小组从患有肝脾肿瘤的小鼠身上采集了组织样本
他们的新方法让他们看到了癌细胞和健康细胞在组织样本中是如何排列在一起的
然而，这种基本的划分——用其他方法也能看到——并不是他们所能看到的全部
该小组还发现，位于肝肿瘤附近的一些细胞类型间隔不均匀；免疫细胞和特定类型的干细胞聚集在肿瘤的某些区域
此外，某些干细胞具有不同水平的一些核糖核酸分子，这取决于它们离肿瘤有多远
“如果没有XYZeq传达的空间信息，这是一种我们永远无法看到的模式，”UCSF大学的研究生、该研究的第一作者之一德里克·博格达诺夫说
研究人员还不确定这种模式意味着什么，但他们暗示肿瘤或其附近产生的分子信号可能会影响附近细胞的活动
这就是XYZeq被创造出来展示的空间信息
这种方法不仅有望帮助研究人员解开肿瘤周围复杂环境中细胞的作用，而且有望揭示其他器官和疾病中的细胞模式
例如，大脑包含不同的细胞，它们的物理排列影响它们如何交流和存储信息
为了开发XYZeq系统，研究人员必须构建每个单独的组件，这需要大量的时间和机器投资，而这并不是所有的研究小组都可以做到的
因此，该团队现在正致力于扩大该技术的规模，使其更容易被其他科学家获得
“这项技术产生了空间定位的单细胞数据，可以应用于不同疾病的组织，”周展裕博士说
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，UCSF大学生物化学助理教授，该论文的资深作者
“最终，这将有助于我们也能够在临床环境中使用它
"
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