近日,，來自劍橋大學(xué)的科學(xué)家Greg Hannon及其同事利用一種新型的虛擬現(xiàn)實模型，成功實現(xiàn)了在血管中“飛進飛出”,，并且觀察了浸潤狀態(tài)的免疫細胞,，從而萌生出了繪制出一種前所未有的腫瘤“地圖集”（atlas）的想法。
2月10日,，位于倫敦的英國癌癥研究院宣布將會在未來5年投資2000萬英鎊資助Hannon的研究團隊,、天文學(xué)家以及游戲設(shè)計師，幫助其開發(fā)乳腺癌的交互式虛擬現(xiàn)實地圖,，研究者表示,，他們所飛躍的這種腫瘤僅僅是一種模型，而真正的模型應(yīng)該包括腫瘤中每一個細胞中成千上萬個基因以及多種蛋白的表達數(shù)據(jù),，研究者希望這種空間和功能的細節(jié)能夠幫助其揭示影響腫瘤對療法產(chǎn)生反應(yīng)的多個因素。
這項計劃僅僅是字符串中的一個字符而已,，而研究人員的目的在于構(gòu)建出新型的細胞地圖集,，即對器官或腫瘤的繪圖能夠清楚描述出每個細胞的組成和位置的詳細細節(jié)信息；同時英國癌癥研究院還給另外一個團隊獎勵了1600萬英鎊用來開發(fā)重點關(guān)注代謝產(chǎn)物及蛋白質(zhì)的類似腫瘤圖譜,；去年美國國家精神衛(wèi)生研究所為細致地繪制出小鼠大腦圖譜的研究者進行了頒獎,，同時在2月23至24日，研究人員齊聚斯坦福大學(xué)關(guān)于如何繼續(xù)進行人類細胞地圖集的計劃進行了討論,。
細胞重疊
來自魏茨曼科學(xué)研究院從事免疫系統(tǒng)基因組學(xué)研究的科學(xué)家Ido Amit表示,，這是一個非常熱門的話題。在過去很多年里,，研究者們聚集了很多技術(shù)來幫其對單個細胞中的滿額RNAs進行測序,，這些RNAs能夠反映基因的表達情況，同時也能夠為研究人員提供關(guān)于器官或腫瘤內(nèi)部細胞特殊功能的相關(guān)線索,。
但測序方法通常要求從組織中首先分離出活著的細胞,，但這就會破壞關(guān)于細胞所處位置以及和其發(fā)生相互作用的“鄰居”細胞的關(guān)鍵信息，這些信息也能夠為科學(xué)家們理解細胞功能以及其在疾病組織中所扮演的角色提供相關(guān)研究線索,。來自瑞典卡羅琳學(xué)院的分子生物學(xué)家Nicola Crosetto表示,，目前單細胞測序技術(shù)為我們帶來了很大希望，但當我們考慮到癌癥和一些復(fù)雜的生理學(xué)組織時,，我們就需要將這些信息放到空間環(huán)境中進行研究,。
而這種技術(shù)如今正在開始出現(xiàn)，2月6日,，研究者Amit和Shalev Itzkovitz就報告,，他們利用RNA測序技術(shù)對每一個細胞進行測序,，最后開發(fā)出了一種小鼠肝臟小葉的細胞層疊圖譜（a cell-by-cell map），肝臟小葉組織能夠被分為同心層,，而且研究者發(fā)現(xiàn),，在位于兩層界面中的細胞中會出現(xiàn)特殊的基因表達模式，該組織的這塊區(qū)域并不只是一個過渡區(qū),，而是一種具有特殊功能的新區(qū)域,。
緊盯著蛋白質(zhì)
與此同時，研究者Greg Hannon和哈佛大學(xué)的生物物理學(xué)家莊小威團隊開始開展合作,，此前莊小威團隊開發(fā)出了一種能夠利用二進制條碼編碼RNAs的新方法,，同時這種新方法還可以利用成像技術(shù)對細胞單元格進行讀取，這種新技術(shù)能夠同時對單個細胞中數(shù)千個RNAs進行檢測,，同時還不會使得這些細胞游離出自己的“鄰居”細胞,；研究者莊小威表示，每次當我利用突出的條形碼來觀察細胞的時候,，都會讓我想起電影《黑客帝國》,。
相比研究蛋白質(zhì)和其它分子的功能而言，對RNA的分子繪圖看起來非常簡單,，來自英國國家物理實驗室的科學(xué)家Josephine Bunch及其同事就開發(fā)出了一種特殊的腫瘤地圖集,，該地圖集中包含了關(guān)于小型分子的詳細信息，比如脂質(zhì),、藥物以及代謝產(chǎn)物,，同時還包括一些大分子，比如蛋白質(zhì),，這種方法就能夠幫助研究人員對每一份樣品中大約50種蛋白質(zhì)進行評估,。
相比利用其它技術(shù)對數(shù)千個RNAs進行測定而言，當然這聽起來或許并不是那么讓人印象深刻,，但對來自特殊組織中的50種不同組合的蛋白質(zhì)進行解析就足以幫助研究人員鑒別主要的細胞類型以及關(guān)鍵的分子途經(jīng),。來自斯坦福大學(xué)的研究者Garry Nolan表示，相比RNA而言,，蛋白質(zhì)能夠更加直接地為我們提供研究細胞功能的視角以及關(guān)鍵信息,，同時也能夠更好地幫助研究人員將當前的研究數(shù)據(jù)同幾十年前的細胞地圖集聯(lián)系起來。
不管這種方法是否足夠卓越,，研究人員或許都將需要開發(fā)新型方法來展示這些數(shù)據(jù),，虛擬現(xiàn)實非常強大，但研究者所得到的信息量也是非常巨大的,，目前他們需要開發(fā)新方法來實現(xiàn)信息間的交互作用,。
