細胞活動3D視圖闡明周圍環境

科技日報北京5月17日電 （實習記者張佳欣）正如不知道上下文的情況下很難理解對話一樣，生物學家在不瞭解細胞環境的情況下也很難理解基因表達的意義。為解決這個問題，美國普林斯頓大學工程學院研究人員開發了一種新方法，整合了來自同一組織樣本的多個切片的基因表達信息，提供了健康和疾病中的細胞活動的三維（3D）視圖，包括常見的皮膚癌和鱗狀細胞癌。

新方法可闡明細胞周圍的環境，方便生物學家更好地理解基因表達信息。研究人員希望，新方法將打開識別稀有細胞類型的大門，並幫助醫生更精確地選擇癌症治療方案。相關論文16日發表在《自然·方法》雜誌上。

將基因表達與細胞環境聯繫起來的基本技術被稱為空間轉錄組，已存在多年。科學家將組織樣本分解到一個微尺度的網格上，並將網格上的每個點與基因表達的信息聯繫起來。但目前的計算工具只能在兩個維度上分析基因表達的空間模式。使用單個組織樣本的多個切片的實驗，很難合成組織中細胞類型的完整圖景。

普林斯頓大學開發的新方法PASTE，整合了來自同一組織樣本的多個切片的信息，提供了腫瘤或發育中器官內基因表達的3D視圖。當實驗中的序列覆蓋範圍因技術或成本問題而受到限制時，PASTE還可將來自多個組織切片的信息合併到具有更豐富基因表達信息的單個2D切片中。

該技術可對單個組織樣本的多個切片進行比對，根據細胞的基因表達譜對細胞進行分類，同時保留細胞在組織中的物理位置。

研究人員將PASTE應用於從4名不同患者的皮膚癌活檢中收集的數據。此前對這些數據的分析表明，細胞類型錯綜複雜，癌細胞和健康細胞高度混雜在一起。然而，PASTE方法顯示，3個患者樣本中明顯的低空間相干性或是由於實驗中的低序列覆蓋率導致的。

研究人員整合了幾個這樣的切片，並有效地增加了數據的覆蓋面後，得到了更多空間上連貫的細胞分組，這比組織中隨機定位的每一種細胞類型更合理。