新空间转录组技术绘制人全长BCR 和 TCR空间转录图谱

        B 细胞和 T 细胞对感染和炎症做出反应，调节组织稳态并维持免疫记忆。 B 细胞和 T 细胞的靶向反应性由其可克隆遗传的抗原受体决定，这些受体由免疫球蛋白 (IG) 和 T 细胞 (TR) 抗原受体基因编码。 淋巴细胞克隆性的空间分析可以将特定抗原受体与其调节生态位或抗原（肿瘤相关的、自身的或外来的）联系起来。 反过来，这可能有助于识别和利用抗原特异性克隆进行治疗。

        尽管当前的空间转录组学技术可以定位组织内的基因表达，但它们无法在这种情况下绘制全长 B 细胞受体 (BCR) 和 T 细胞受体 (TCR) 序列。 瑞典卡罗林斯卡医学院（Karolinska Institutet）的Jonas Frisén 团队和来自瑞典皇家理工学院 (KTH Royal Institute of Technology) 科学生命实验室（SciLifeLab）的Joakim Lundeberg团队在Science上发表了题为Spatial transcriptomics of B cell and T cell receptors reveals lymphocyte clonal dynamics的文章。作者们开发了一种称为可变、多样性和连接序列空间转录组学（Spatial VDJ）的方法，该方法对冷冻人体组织切片中的全长免疫球蛋白和 T 细胞抗原受体转录本进行空间注释。 

        Spatial VDJ 技术是 Visium 空间基因表达 (Spatial GEX) 针对新鲜冷冻组织的扩展，利用带有oligodT的3' 靶向条形码序列捕获组织切片中聚腺苷酸化 RNA。在片段化步骤之前，带有空间条形码全长 Visium cDNA 通过磁珠杂交捕获等步骤特异性地富集TCR与BCR序列，然后对富集序列和空间条形码进行测序，确定抗原受体转录本的克隆性和位置同时保留其空间信息。Spatial VDJ 的性能取决于多个因素，包括起始样本的质量、淋巴细胞丰度、组织与 Visium Spatial GEX 新鲜冷冻方案的相容性、抗原受体表达水平、克隆细胞计数和克隆组织分布 。

        作者们开发了两个 Spatial VDJ 版本：长读长Spatial VDJ，它生成全长免疫球蛋和 T 细胞抗原受体转录本的空间条形码文库；短读长Spatial VDJ空间条形码文库。短读长Spatial VDJ 仅适用于 T细胞抗原受体序列，使用基于两步半嵌套 PCR 的方法以及 CDR3 相邻的特异性引物。与非富集的 Spatial GEX 文库相比，杂交捕获显着增加了 T细胞受体和免疫球蛋白独特分子标识符以及空间条形码计数，并保留了免疫球蛋白和 T细胞受体转录本位置信息。

        由于人扁桃体里B 和 T 细胞谱系丰富并且是按照空间划分，作者们用Spatial VDJ技术分析人扁桃体组织。人类扁桃体组织的Spatial VDJ 文库中的BCR 和 TCR 克隆丰度很高，并具有不同的空间分布模式，与空间GEX文库中的B细胞与T细胞基因表达数据对应。同时，作者分析发现Spatial VDJ分析可实现绘制高保真 B 和 T 细胞抗原受体克隆图谱，并且可以运用于探究B和 T 细胞受体克隆在肿瘤组织中的空间分布模式。通过分析生发中心的克隆组成，Spatial VDJ 可以重建带有高分辨率位置信息的免疫球蛋白系统进化树（phylogenetic tree），揭示了B 细胞空间进化特点。

        总的来说，Spatial VDJ 将在跨研究领域发挥作用，特别是区分感染和疫苗接种期间的 B 细胞克隆空间动态，以及肿瘤免疫治疗研究中免疫细胞克隆的空间定位。该技术还可以解析整个转录组和组织形态，从而对人类淋巴和肿瘤组织中的 B 和 T 细胞克隆进行高保真绘图和空间谱系追踪。 这项技术有潜力增进我们对感染、疫苗接种和癌症等各种临床相关现象中淋巴细胞空间动力学的理解。

        原文链接：http://doi.org/10.1126/science.adf8486