Исследователи создали пространственный мультиомиксный атлас эмбриона человека на 12-й стадии по Карнеги (CS12). Работа была одобрена Комитетом по этике Второй больницы Шаньдунского университета с соблюдением требований информированного согласия донора.
Ученые создали атлас эмбриона CS12
Для создания атласа ученые использовали интактный человеческий эмбрион, полученный в ходе планового прерывания беременности. Эмбрион не подвергался культивированию in vitro или ex vivo, а вопрос о формировании первичной полоски в культуре не рассматривался.
Процесс подготовки тканей включал криосекционирование: на криостате Leica CM1950 при температуре -20 °C были получены сагиттальные срезы толщиной 10 мкм. Для обеспечения точности пространственного анализа исследователи использовали шесть серий последовательных срезов. В работе применялись методы пространственной транскриптомики и метаболомики (MALDI-MSI). Для контроля качества метаболомного процесса были использованы ткани печени, мозга, селезенки, легких и почек, полученные от 10-недельных самок мышей линии ICR.
Авторы объединили данные и визуализацию
Обработка данных потребовала сложной алгоритмической калибровки. Секвенирование проводилось с использованием функции подсчета в программном обеспечении SAW v.8.0.2, а выравнивание чтений — с помощью инструмента STAR на референсный геном человека GRCh38.105. Для баланса между глубиной секвенирования и пространственным разрешением данные были агрегированы в пространственные ячейки bin30 (каждая размером 30 × 30 DNB).
Для совместного анализа транскриптомных и метаболомных профилей авторы применили метод взвешенного среднего по площади перекрытия. Это позволило сопоставить значения экспрессии генов и интенсивности метаболитов для каждой единицы bin30. Для ориентации эмбриона в пространстве использовались анатомические ориентиры, такие как положение сомитов и направление нервной трубки, а для минимизации ошибок выравнивания — алгоритм оптимизации Пауэлла из библиотеки SciPy v.1.13.1.
Исследователи выделили молекулярные маркеры
В ходе исследования для визуализации и анализа были задействованы 150 566 пикселей MALDI-MSI и 2 687 m/z признаков. Идентификация метаболитов проводилась на основе точного соответствия масс (±10 ppm). Для подтверждения морфологических структур применялась флуоресцентная визуализация с использованием антител к специфическим белкам:
Исследование также включало скрининг на анеуплоидию целых хромосом и крупные аномалии числа копий генов с использованием сегментации бинов, однако авторы отмечают, что метод не был предназначен для исключения сбалансированных перестроек или точечных мутаций.
По теме
