空间转录组注释数据库SPASCER

简介

空间转录组（spatial transcriptomics）的出现在分子水平上为人们提供了基因在组织内的空间表达信息。从而可以使人们进一步判断基因及细胞在空间上的分布对人体组织的影响。目前已经有多种空间测序技术及公开的空间测序数据，然而目前还没有一个数据库可以将已有的空间转录组数据整合并提供有效信息。因此我们建立了命名为SPASCER的空间转录组数据库，对空间转录组上的基因和细胞的空间异质性、细胞与细胞的空间通讯活动、微环境中的细胞类型组成等信息进行注释。旨在帮助理解组织的细胞构成，区域特异性微环境，以及跨组织结构的多层次细胞间相互作用。

SPASCER全称为spatial transcriptomics annotation at single-cell resolution，是专为空间转录组数据建立的注释数据库。该数据库收集了来自4个物种（人，小鼠，鸡，斑马鱼）的16个器官类型（胚胎，脑，脊髓，心脏，肺，乳房，肝脏，胰腺，淋巴，肾脏，前列腺，膀胱，睾丸，皮肤，子宫，和肠道）的1082个数据集（图1）。
图1. SPASCER数据库数据集信息。

SPASCER数据库结合单细胞转录组测序技术（single-cell RNA sequencing)对空间转录组数据进行反卷积，识别各空间位点的细胞类型。并结合各空间位点的基因表达信息分析细胞与细胞在空间上的相互作用，同时对各位点基因表达和信号通路进行空间位点上的富集分析。
图2. SPASCER数据库信息展示示意图。
(A)SPASCER提供了具有高度空间变异的空间格局基因的分布图。Aadat特异地分布于肾组织的近端小管段。(B)跨组织结构的空间模式路径。GO：0097052，l-肾嘌呤代谢过程在肾近端小管段表现出相似的空间格局，并有Aadat基因参与该通路。(C)空间位点聚类显示组织有明显明显的层次结构。(D)原始的H&E染色的组织学图像为比较提供了基本事实。(E)空间转录组学反卷积显示了细胞类型在整个组织组织中分布的概率。(F)使用反卷积空间转录组学的细胞-细胞相互作用显示出高度富集的区域模式，相邻的细胞具有相同的分布或短距离，更容易相互作用。(G)相互作用的配受体基因在相互作用的细胞类型中的表达趋势。

使用方法

通过网址：https://ccsm.uth.edu/SPASCER 进入SPASCER数据库，读者可通过多种方式查询感兴趣的信息。如读者可以通过输入感兴趣的Gene symbol或Entrez gene ID查询相关基因是否在特定的组织中具有显著的空间分布特征，并通过链接进入与该基因相关的数据集，查询该数据集的单细胞转录组数据和空间转录组数据的分析结果（图3）。
图3. SPASCER通过基因查询信息示意图

对于单细胞转录组数据我们进行了细胞注释，细胞通讯，以及基因表达调控网络的分析。而空间转录组数据我们进行了细胞类型注释，细胞空间通讯网络，基因空间分布特征，信号通路空间富集等分析。
图4. SPASCER单细胞转录组和空间转录组数据分析软件简介

同时读者还可以通过点击感兴趣的组织，查看该组织包含的具有空间分布特征的基因，然后通过基因链接可查看该基因的：基本信息；空间分布特征，参与的空间富集通路，参与的细胞-细胞通讯网络，参与的基因表达调控网络，相关疾病及靶向药物信息。
图5.SPACSER通过组织查询信息的示意图

最后读者可以通过点击感兴趣的分析方法，查看分析结果中包含的基因，通过点击基因链接也可以访问到关于该基因的以上信息。

图6.SPACSER通过分析方法查询信息的示意图

访问地址

网址:https://ccsm.uth.edu/SPASCER