イルミナのハイスループットシーケンスシステムで、高解像度のシングルセルレベルの全トランスクリプトーム解析を実現
イルミナの空間トランスクリプトミクスは、完全な組織切片における高解像度のシーケンスベースの全トランスクリプトーム解析を可能にします。このテクノロジーは、空間コンテキストを維持しながら、仮説のない遺伝子発現プロファイルをサポートし、既定の遺伝子パネルや限られた組織カバレッジによって制約されることの多い画像ベースのアプローチの限界に対処します。
イルミナの高度な空間テクノロジーにより、研究者は、単一細胞解像度でローカライズされた遺伝子発現パターンとともに、幅広いトランスクリプトームプロファイルにアクセスできます。これにより、多様な研究アプリケーションにわたって空間的に定義された細胞状態、組織構造、生物学的パスウェイを研究する新しい機会を提供します。
イルミナの空間テクノロジーは、高い空間分解能と全トランスクリプトーム深度のトレードオフを解決することで、研究者が既存のプラットフォームに共通する限界を克服するのに役立ちます。感度やスケーラビリティを損なうことなく、大規模な組織領域にわたる詳細なマッピングを可能にすることで、このテクノロジーは、細胞挙動や組織構成に対するより明確な洞察を提供します。
複雑な組織の空間コンテキストにおける細胞挙動を明らかにします
無傷の組織切片における偏りのない全トランスクリプトームプロファイリングをサポート
大きな組織領域を捕捉することで空間不均一性を保持
セグメンテーションと空間視覚化のための内蔵ツールによる合理化された解析を提供
全トランスクリプトームの幅と組み合わせた高い空間分解能を提供
高感度を実現し、クラスター化を改善して、異なる細胞タイプや希少な細胞タイプを同定するのに役立ちます
イルミナの空間テクノロジーは、イルミナのシーケンスフローセルテクノロジーを適用した基質上でポリアデニル化RNA転写産物をキャプチャーします。このpolyAベースのデザインは、仮説のない全トランスクリプトーム解析を可能にし、広い組織領域にわたって高い空間分解能を持ち、あらゆる真核生物種と互換性があります。スライドキャプチャー表面は、無傷の組織切片内の空間的忠実度を維持しながら、強力な転写産物の回収をサポートします。
ワークフローは、凍結切片、HE染色、明視野イメージングから始まり、空間的リファレンスを作成します。RNAはバーコードスライドでキャプチャされ、NovaSeq Xシリーズなどのハイスループットシステムでシーケンスされ、その後、セグメンテーション、クラスター化、および空間マッピングのために空間バーコードおよび組織画像と組み合わされます。これにより、パイロット研究から大規模な研究プロジェクトまで、さまざまなアプリケーションにわたって高解像度の空間解析が可能になります。
図1：組織切片化から空間解析までのイルミナの空間トランスクリプトミクスワークフローの概要
大きな組織領域の全トランスクリプトームプロファイリング
Broad InstituteのMichal Lipinski博士が、イルミナの空間テクノロジーにより、細胞タイプのクラスター化と遺伝子マーカーの同定がどのように可能になったかについて説明します。
妊娠マウスの脳の空間マップ
イルミナの科学研究シニアディレクターであるDarren Segale博士は、イルミナの空間テクノロジーが、全トランスクリプトームをカバーする単一細胞解像度で、バージンマウスと妊娠マウスのニューロンの違いをどのように明らかにしたかを詳しく説明しています。
空間シーケンスが明らかにする腫瘍環境の変化
St. Jude Children’s Research HospitalのJasmine Plummer博士が、高解像度の空間シーケンスが前立腺がん研究にどのように役立つかを説明します。
解析ワークフローでは、高解像度の組織画像、空間バーコード、遺伝子発現プロファイルを統合し、空間的コンテキストにおける転写活性をマッピングします。生のシーケンスデータは、DRAGEN空間パイプラインを使用して処理されます。このパイプラインは、リードのアライメント、分子識別子の重複排除、空間的Feature-Barcodeマトリックスの生成を行います。組織画像とバーコードもこのパイプラインで処理され、結果はイルミナコネクテッドマルチオミクスで視覚化されます。このワークフローは、生イメージングからトランスクリプトーム解析までのセグメンテーション、クラスター化、および空間マッピングをサポートします。
図2：イルミナ空間トランスクリプトミクスソフトウェアのワークフロー 組織画像と空間バーコードは、DRAGEN空間パイプラインを介して処理され、イルミナコネクテッドマルチオミクスで視覚化されます。
Illumina Connected Multiomicsは、DRAGEN空間的トランスクリプトームと組み合わせることで、効率的かつ強力なマルチオミクスの視覚化と空間的トランスクリプトミクス研究の洞察が得られます。組織画像に重ねられた空間データを簡単に表示し、発現差異、マーカー遺伝子同定、細胞タイピングなどの追加の三次解析を実行します。
イルミナの空間テクノロジーは1µmの連続した表面構造を持つ、広く高度な組織配置領域を使用します。キャプチャーされた転写産物は、イルミナの空間解析パイプラインを通じて統合された細胞セグメンテーションでビニングされ、細胞レベルの発現マッピングが可能になります。
このテクノロジーの詳細は、プレスリリースをご覧ください。
開発中、カバレッジは組織の種類、組織の質、シーケンス深度によって異なることがわかりました。このテクノロジーは、他の空間ソリューションと比較して、組織切片で最大2倍の遺伝子を検出できることが確認されています。1
イルミナの空間テクノロジーの初版は凍結保存した組織での使用に最適化されています。ホルマリン固定パラフィン包埋（FFPE）組織に対応するバージョンを開発中です。
シーケンスの深度が要求されるため、NovaSeq XシリーズまたはNovaSeq 6000システムを推奨します。NextSeq 2000システムは小さな組織切片や組織アレイに使用できます。
空間トランスクリプトミクス解析には、50 x 15 mmのキャプチャー面積の大型スライドと、より小さなキャプチャー面積の2番目のフォーマット（寸法は後で決定）の2種類のスライドフォーマットが利用できます。どちらのバージョンも標準的な75 x 25 mmの顕微鏡スライドを使用します。
イルミナの空間ソリューションを用いたヒト腸の細胞アタレーション
スタンフォード大学の研究サイエンティストであるChenchen Zhu博士が、イルミナの空間テクノロジーがヒト腸の高解像度細胞アトラスをどのように実現するかについて語ります。
肺線維症における肺胞の調節不全
TGenの生物イノベーションおよびゲノム科学部門アソシエイトディレクターであるNicholas Banovich博士が、イルミナの空間テクノロジーが肺線維症と上皮リモデリングの研究にどのように役立つかを説明します。
広域キャプチャー基質とスケーラブルなエンドツーエンドのソフトウェアソリューションを提供するex situ全トランスクリプトームワークフローです。
ポスター公開日：2025年2月24日
構造的に無傷な組織内の転写活性をマッピングし、空間的RNA-Seqを使用して複雑な生物学的相互作用を明らかにします。
バルクサンプリングでマスクされることの多い細胞の違いを考察し、ハイスループットおよびロースループットのシングルセルRNAシーケンス法を掘り下げます。
単一細胞リードアウト内で細胞表面タンパク質とトランスクリプトームデータを同時に定量します。
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参考文献