Delineamento spaziale di espressione genica dei disordini neurologici

insights from industryCedric Uytingco, Ph.D.Scientist10x Genomics

In questa intervista, Cedric Uytingco discute i vantaggi chiave di potere prevedere i reticoli di espressione genica in campioni neurologici.

Perché è per i neuroscenziati importante combinare l'istopatologia e l'espressione genica?

Tradizionalmente, i neuroscenziati hanno usato l'istologia per arguire il tipo delle cellule basato sulla morfologia e sulla posizione conosciute delle celle. Tuttavia, facendo uso di questa classificazione da solo può oscurare le informazioni che sono necessarie da capire lo sviluppo e la patologia normali di malattia.

Il guadagno una comprensione dei reticoli di espressione genica e delle interazioni della cella--cella all'interno del tessuto fornisce il contesto supplementare, d'ingrandimento le comprensioni che possono essere guadagnate e scoperta biologica accelerante.

delineamento spaziale di genomica 10xCredito: genomica 10x

Per cui altri campi di ricerca è questo particolarmente utile?

L'espressione genica connettente all'istologia è utile per un'ampia varietà di applicazioni della ricerca dove i ricercatori vogliono tuffarsi più profondo nell'architettura del tessuto, nella funzione biologica e nella patologia di malattia. Oltre alla neuroscienza, i ricercatori che studiano il cancro, l'immuno-oncologia, l'immunologia e la biologia dello sviluppo troveranno la tecnologia utile.

Che cosa le sfide principali che gli scienziati affrontano quando prova a prevedere l'espressione genica nello spazio stanno usando i metodi tradizionali?

Le tecniche tradizionali che esaminano l'espressione genica e morfologia, quali il immunohistochemistry o l'ibridazione in situ, contano su proteina di sondaggio e/o su acidi nucleici di numero relativamente piccolo degli obiettivi conosciuti. Ciò richiede la conoscenza priore degli indicatori delle cellule e limitando studia gli obiettivi conosciuti, ricercatori può essere informazioni mancanti sui sottotipi delle cellule che potrebbero essere biologicamente significativi.

L'esame dei una vasta gamma biomarcatori richiede tantissime sezioni, sondate determinato con gli obiettivi o con capacità di lavorazione bassa-plex e per concludere, tutte le sezioni devono essere imaged e manualmente hanno analizzato. Nei casi in cui la quantità di tessuto disponibile è limitata, analizzare gli estesi obiettivi può nemmeno essere possibile.

Che cosa l'espressione genica spaziale sta profilando e come sormonta alcune di queste emissioni?

Il delineamento spaziale di espressione genica fornisce una visualizzazione dei reticoli di espressione genica combinando l'istologia e l'espressione totale del mRNA nelle sezioni intatte del tessuto. La caratterizzazione delle popolazioni delle cellule senza conoscenza priore dei sottotipi delle cellule o degli indicatori delle cellule permette alle comprensioni profonde in eterogeneità di espressione genica come pure alla scoperta dei biomarcatori novelli.

Questa tecnologia permette ad una ricchezza di informazioni quantitative da una sezione determinata, compreso i reticoli di espressione genica, le informazioni di coexpression e le comprensioni molecolari nelle vie di segnalazione.

Come la tecnologia è stata sviluppata?

La capacità di combinare i dati imparziali di espressione genica con le informazioni istologiche dalla stessa sezione del tessuto in primo luogo è stata descritta da Ståhl et al. nella scienza che poi ha fondato Transcriptomics spaziale come prodotto derivato da scienza per il laboratorio di vita, che abbiamo acquistato nel novembre 2018.

Una volta la parte di genomica 10x, lo sforzo di sviluppo è stata intensificata per produrre una soluzione più robusta e più di facile impiego con migliore risoluzione spaziale, il più alta sensibilità ed ha automatizzato gli strumenti di analisi. Di meno che di anno una genomica 10x più successivamente sta portando a Visium la soluzione spaziale di espressione genica al servizio.

Come la soluzione spaziale di espressione genica di Visium funziona?

il tessuto Fresco-congelato è sezionato e collocato su una diapositiva con migliaia di punti con codice con barre, contenenti milioni di oligonucleotidi di bloccaggio con i codici a barre spaziali unici a quel punto. Le sezioni del tessuto sono imaged ed allora elaborate per rilasciare il mRNA, che lega agli oligonucleotidi di bloccaggio.

Una reazione inversa della trascrizione ha luogo sulla diapositiva, generante il cDNA che è usato per fare una libreria standard del breve read. La libreria con codice con barre del cDNA può essere mappata di nuovo ad un punto specifico, creante un livello di dati di espressione genica che possono combinarsi con un'immagine del microscopio della sezione del tessuto.

Esempio di VisiumCredito: genomica 10x

Come i dati spaziali di espressione genica stanno avanzando la nostra comprensione sia dei disordini neurologici che dello SNC sano?

Il sistema nervoso è immenso complesso, sviluppandosi da una popolazione relativamente omogenea delle celle del progenitore ad una diversa rete delle celle che i comandi vanno in automobile e funzione sensitiva come pure della cognizione. Disfare le complessità di questo sistema richiede non appena la comprensione del che cosa sta accadendo ma anche dove, come regioni distinte delle funzioni differenti di controllo di sistema nervoso.

Che esplora l'espressione genica i reticoli in un modo imparziale con il delineamento spaziale di espressione genica approfondisce la nostra comprensione dei fattori che contribuiscono allo sviluppo normale e funzionano come pure dei meccanismi che sono alla base dei disordini neurali.

La tecnologia era recentemente utilizzata effettuare l'espressione genica spazio-temporale nel ALS. Perché era questa ricerca significativa?

Il documento scritto di Silas Maniatis e colleghi ha esaminato l'espressione genica in tessuto post mortem dei pazienti di ALS ed in un modello murino della malattia. Il loro studio ha confermato le alterazioni nell'espressione genica di parecchi geni conosciuti per partecipare al ALS ma ai cambiamenti supplementari anche identificati in geni in questione nell'attivazione microglial e autophagy.

Ulteriormente, questi potevano usare la morfologia per mappare i cambiamenti di espressione genica lungo l'asse rostrocaudal del midollo spinale e fra gli argomenti bianchi e grigi. Questa ricerca fornisce le comprensioni nei meccanismi cellulari e molecolari di fondo di ALS.

Per la ricerca in questa area ed in altre malattie neurodegenerative, come può questa tecnologia svolgere un ruolo?

Un vantaggio principale di questa tecnologia è la ricchezza di informazioni che può essere guadagnata da una singola sezione del tessuto, che è particolarmente vantaggiosa per gli studi dove la quantità di tessuto è limitata.

I ricercatori ora potranno esaminare i reticoli di espressione genica in tessuto ed usare le informazioni ottenute per identificare e caratterizzare i nuovi biomarcatori e le vie di segnalazione che svolgono un ruolo nella malattia, infine piombo ad una migliore comprensione delle cause e della progressione di malattia. Possono fare leva le informazioni ottenute da questi studi per cominciare a fare le domande che precedentemente non erano possibili.

Cervello - neuroscienzaCredito: CoffeeMill | Shutterstock

Oltre a ALS, come questa tecnologia sta usanda per migliorare la nostra conoscenza del morbo di Alzheimer?

Il RNA unicellulare che ordina (scRNA-seguente) è usato spesso studiare la cella differente digita dentro lo SNC dei mammiferi, ma questa tecnica è limitata dalla dissociazione dei neuroni e delle celle glial dal tessuto indigeno. Ciò limita la nostra capacità di osservare la distribuzione spaziale di espressione genica.

Ciò è di importanza particolare nella ricerca di Alzheimer, dove ancora stiamo provando ad identificare i ruoli contribuenti di varie strutture nello SNC. Alla società per la conferenza annuale della neuroscienza, presenterò un manifesto sui nostri studi su espressione genica spaziale che profilano, che toccheranno sul delineamento del modello del mouse del morbo di Alzheimer familiare, APPSWE [Tg2576].

Per coloro di cui non hanno usato questa tecnologia prima, quanto difficile è da incorporare nella vostra ricerca? Richiede la strumentazione o l'addestramento dello specialista?

La soluzione spaziale di espressione genica di Visium è facilmente adottabile all'interno dell'infrastruttura attuale del laboratorio. Usa i metodi standard e strumenti del laboratorio per l'analisi del tessuto, compresi la divisione del tessuto, Hematoxylin e l'eosina (H&E) che macchia e rappresentazione. La soluzione kitted, che include la diapositiva ed i reagenti necessari per creare una libreria sequenza-pronta.

Dove possono i nostri lettori trovare più informazioni?

Circa Cedric Uytingco, PhD

Colpo in testa di CedricIn tutto la mia carriera, sono stato messo a fuoco su ricerca nella neuroscienza e sul fare leva le informazioni che possono essere ottenute dalle sezioni del tessuto per indirizzare la biologia fondamentale ed il suo impatto sulla malattia.

Ho terminato i miei studi laureati all'università del Maryland, scuola di medicina, in cui i miei studi hanno messo a fuoco sulla mappatura funzionale del circuito del sistema olfattivo.

Là dall'ho completato un postdoc all'università di Florida ho messo a fuoco su biologia di sistemi e sull'esame della patofisiologia dei ciliopathies, con lo scopo finale del trattamento terapeutico di sviluppo del gene.

Sono venuto a genomica 10x nel gennaio 2019 ed ho fatto parte del gruppo che è stato messo a fuoco sul trovare la soluzione spaziale di espressione genica di Visium.

Circa genomica 10x

la genomica 10x è prodotti di scienze biologiche della tecnologia di un'edilizia della società per interrogare, capire e padroneggiare la biologia per avanzare le sanità. Le soluzioni integrate della società comprendono gli strumenti, i materiali di consumo ed il software per analizzare i sistemi biologici ad una risoluzione e ad un disgaggio che abbina la complessità di biologia.

i prodotti di genomica 10x sono stati adottati dai ricercatori intorno al mondo compreso 93 dei centri di ricerca globali superiori e 13 delle 15 ditte farmaceutiche globali principali e sono stati citati dentro oltre 500 pubblicazioni sulle scoperte che variano dall'oncologia all'immunologia ed alle malattie autoimmuni.

logo di genomica 10x

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    10x Genomics, Inc.. (2019, October 03). Delineamento spaziale di espressione genica dei disordini neurologici. News-Medical. Retrieved on May 28, 2020 from https://www.news-medical.net/news/20191007/Spatial-Gene-Expression-Profiling-of-Neurological-Disorders.aspx.

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