[发明专利]一种空间转录组测序数据的分析方法

说明书

本发明属于生物技术和生物信息技术领域，具体涉及一种空间转录组测序数据的分析方法。本发明提供的测序数据的分析方法，主要包括样本检测建库和测序数据生物信息分析等过程。本发明提供了全面、系统的空间转录组测序建库和数据生物信息分析方法，利用Spot捕获技术，将基因表达信息映射到组织切片中，真实还原基因的空间分布状态，让异质性研究更为清晰，有效降低了新兴组学空间转录组数据处理的复杂度。

技术领域

本发明属于生物技术和生物信息技术领域，具体涉及一种空间转录组测序数据的分析方法。

背景技术

随着生物行业的技术进步，高通量测序技术在各领域研究中发挥了重要作用，但随着各领域研究的深入，仍有些问题传统高通量测序技术无法得到解决。这是由于传统组学技术收集离体的组织或者细胞进行高通量测序，技术在建库的过程中自然导致细胞在组织中原位置的不可还原性，也致使组织微环境、细胞联系无法还原。

对于组织测序，(1)细胞微环境难以捕获，不同于大环境的研究，细胞本身的体积很小，细胞的微环境又是由细胞间的关联性构建的有机整体。虽然近几年来单细胞测序技术迅速成熟，但是单细胞转录组依然无法记录细胞间关联信息(单细胞悬液制备破坏了细胞的原始位置信息)，缺失了微环境的有序完整性。所以如何有效获得这个有效整体，一直是相关研究的难点之一；(2)细胞微环境研究手段有限，单细胞转录组空间序列分析的方法出现，再结合FISH验证，确实在很大程度上推进了细胞微环境的研究。但是，这种空间序列分析获得的数据有效性相对较低。

细胞微环境对分子机理的研究有至关重要的推进作用，例如肿瘤微环境对肿瘤的发生、进程和抗药性都有重要影响，渐冻症也认为运动神经和神经胶质的交流受阻是重要的发病起因，作物根系发育同样也受到了内源性共生菌构建的微环境影响，因此急需快速挖掘细胞微环境分子特征的有效手段。

对于空间转录组数据分析方面，因其组织测序的复杂性、数据量大和空间异质性的存在使得数据分析有很大的难度。而空间转录组作为新兴技术，技术涵盖肿瘤、发育、免疫、疾病等多领域，涉及肿瘤、淋巴、大脑、心脏等多种组织，可以应用于动物，也可应用于植物，应用范围和价值极为广阔。鉴于上述空间转录组建库和数据分析中的需求，目前尚未有技术公开对空间转录组测序和数据生物信息分析的方法，来解决以上困难，限制了相关领域的科研问题的突破和应用的推广。

发明内容

针对现有技术普遍存在的缺陷，本发明创造性的提供了一种空间转录组测序数据的分析方法。本发明提供的方法真实还原了基因的空间分布状态，让异质性研究更为清晰，有效降低了新兴组学空间转录组数据处理的复杂度。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种空间转录组测序数据的分析方法，包括如下过程：

S1、样本检测建库；

S2、测序数据的生物信息分析。

优选地，步骤S1包括如下过程：

(1)样本准备：将组织速冻后，使用OCT包埋剂对组织进行包埋，在低温环境(一般为-10℃，组织不同，上、下微有浮动)下，使用冷冻切片技术从组织块上切取一张长、宽各10mm，10μm厚的切片分别贴附到组织优化芯片或文库制备芯片上，然后使用预冷甲醇固定切片，苏木精-伊红染色法对切片进行染色，组织染色结果通过明场显微镜记录组织形态和spot位置；

(2)组织优化：使用组织优化芯片对组织透化时间进行优化，首先，设置梯度透化时间向完成了明场成像的芯片添加组织透化液；然后在透化完成的芯片上进行荧光反转录，将成功捕获的mRNA反转录为带荧光标签的cDNA；反转录完成后，去除掉芯片上的组织；最后，使用荧光显微镜对芯片进行成像，依据荧光成像结果的亮度、弥散程度和组织透化时间选取最佳组织透化时间用于文库构建；