[發明專利]一種空間轉錄組構建方法

在審

• 申請號: 202010431068.0
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111676279A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 趙祥偉;劉宏德;陳正;葛芹玉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C12Q1/6869
• 分類號: C12Q1/6869;G06T7/11;G06T11/40;G16B20/30
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 朱欣欣

1.一種空間轉錄組構建方法，其特征在于，步驟如下：通過微區采樣方法對樣品的局部空間位置進行單細胞采樣，并對采樣細胞進行轉錄組測序；然后，通過單細胞測序方法獲得整個樣品中每個細胞的轉錄組信息；最后，以局部細胞空間位置的轉錄組測序數據作為參考系，通過轉錄組信息和空間位置信息的嵌入優化算法，構建樣品中所有細胞的空間位置，從而獲得整個組織的空間轉錄組信息。

2.根據權利要求1所述的一種空間轉錄組構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）對樣品形貌進行成像，確定組織輪廓；

（2）通過微區采樣方法對局部區域單細胞進行采樣，獲取采樣細胞的位置信息，并對采集樣品進行轉錄組測序以獲得該位置單細胞的轉錄組信息，并作為位置信息和轉錄組參考點；

（3）通過單細胞測序方法對整個樣品中每個細胞進行單細胞轉錄組測序，獲取整個單細胞轉錄組信息；

（4）用微區采樣方法所獲得的單細胞的轉錄組和位置信息作為參考點，計算樣品單細胞測序獲得的轉錄組之間的相似程度、單細胞測序獲得的轉錄組與參考點轉錄組的相似程度，從而確定樣品中剩余單細胞與參考點之間的相對位置關系，獲得所有細胞的轉錄組信息與對應的空間位置；

（5）構建樣品的空間單細胞轉錄組信息并輸出，進行可視化展示。

3.根據權利要求2所述的空間轉錄組構建方法，其特征在于：所述步驟（1）中樣品為冰凍組織切片、石蠟組織切片、組織、培養的細胞聚集體中任意一種。

4.根據權利要求2所述的空間轉錄組構建方法，其特征在于：所述步驟（2）中微區采樣方法為激光纖維切割方法、基于微針的機械采樣方法、基于微流控芯片的采樣方法中的任意一種。

5.根據權利要求4所述的空間轉錄組構建方法，其特征在于：所述步驟（2）中微區采樣方法為對采集的樣品進行單細胞細胞質mRNA或單核RNA測序。

6.根據權利要求2所述的空間轉錄組構建方法，其特征在于：所述步驟（3）中單細胞測序方法為基于液滴的單細胞測序方法、基于微孔陣列的單細胞測序方法、基于流式細胞儀分選的單細胞測序方法、基于微流控芯片的單細胞測序方法中任意一種。

7.根據權利要求6所述的空間轉錄組構建方法，其特征在于：所述步驟（3）中單細胞測序方法為對單細胞進行單核RNA測序或單細胞細胞質mRNA測序。

8.根據權利要求2所述的空間轉錄組構建方法，其特征在于：所述步驟（4）中單細胞空間位置計算的步驟如下：從組織輪廓信息中確定擬分析的細胞總數；構建細胞位置信息和轉錄組信息的成本矩陣，均勻分布初始化細胞位置；通過基于嵌入優化算法和最優運輸算法，得到所有細胞單細胞分辨的空間位置；最后進行結果輸出及可視化。

9.根據權利要求1或2所述的空間轉錄組構建方法，其特征在于：所述構建方法的步驟如下：通過微區采樣方法和單細胞測序方法對一個樣品進行空間轉錄組構建。

10.根據權利要求1或2所述的空間轉錄組構建方法，其特征在于：所述構建方法的步驟如下：將一個樣品劃分為幾個分區，通過微區采樣方法和單細胞測序方法對每個分區進行空間轉錄組構建，然后再將分區拼裝成為整個樣品的空間轉錄組。