[发明专利]通过空间转录组技术分析牙周炎免疫微环境的方法

说明书

本发明公开了一种通过空间转录组技术分析牙周炎免疫微环境的方法，通过冰冻切片技术获得不同牙周炎患者及正常对照的牙周组织切片，借助空间转录组技术对每个组织样本进行测序，利用测序所得的空间转录组数据进行后续分析，再对所有检测到的牙周组织不同区域免疫微环境中的细胞种类构成进行分群、鉴定及有效定位，并对不同区域的原始基因的种类和表达情况进行进一步聚类与差异分析，以选出牙周炎免疫调控机制中的关键基因及相关分子信号通路。本发明有助于筛选出牙周炎免疫调控机制中的关键基因及相关分子信号通路，并最终了解牙周炎的发生发展过程提供强力有效的数据支持。

技术领域

本发明属于口腔医学与生物信息技术领域，尤其涉及一种通过空间转录组技术分析牙周炎免疫微环境的方法。

背景技术

牙周炎是以牙周组织破坏、牙槽骨吸收、牙齿松动为主要特点的一类慢性炎症性疾病，是最为常见的口腔炎性疾病之一。流行病学调查显示，全球牙周炎的患病率高达11.2％，且在40岁左右达患病高峰。

当机体牙周组织受到病原体或病原菌的刺激发生炎症时，即牙周炎发生时，释放的炎症因子将招募免疫细胞聚集于炎症病灶。然而，在攻击病原体或病原菌的同时，免疫细胞还会攻击机体自身正常组织细胞，而口腔作为有菌环境，长期处于带菌状态，因而这种炎症免疫攻击也将长期持续存在，产生大量炎症因子，对于机体自身正常组织的损伤较为严重，并干扰组织再生修复过程。

研究表明，牙周炎导致的骨组织丧失与炎症诱导的免疫反应间有着密切联系。这一过程不仅和单核巨噬细胞、成纤维细胞等介导的固有免疫反应相关，更与T细胞、B细胞所介导的适应性免疫反应关系密切。牙周炎免疫微环境主要是指牙周炎微环境中免疫细胞及免疫相关分子，针对牙周炎微环境中免疫环境的分类有助于了解免疫组成和免疫状态是如何影响炎症细胞和牙周炎治疗，但现有研究对于牙周炎的具体免疫调控机制尚不明确。因此，针对牙周炎免疫调控机制的研究具有重要现实意义与应用前景，亟需新思路与新方法对牙周炎免疫微环境进行深入探索研究。

针对RNA测序，目前主要的测序方法包括群体转录组测序(Bulk RNA-seq)、单细胞测序(single-cell RNA-seq)以及空间转录组测序。群体转录组测序是检测每个基因在大的细胞群体中的表达情况，主要用于比较基因组学，可用于比较不同物种的相同组织的基因表达差异；单细胞测序是测定每个基因在单个细胞中的表达情况，更具有微观性，相比前者能够检出混杂样品测序所无法得到的异质性信息；而空间转录组测序，则在单细胞测序的基础上，额外保留了细胞的空间位置信息，能将基因表达投影到现有空间信息，了解特定细胞与组织切片的相对位置关系。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过空间转录组技术分析牙周炎免疫微环境的方法，旨在解决现有研究方法无法清楚分析和了解牙周炎免疫调控机制的问题。

本发明是这样实现的，一种通过空间转录组技术分析牙周炎免疫微环境的方法，该方法包括以下步骤：

(1)通过冰冻切片技术获得不同牙周炎患者及正常对照的牙周组织切片，

(2)通过空间转录组技术对每个组织样本进行测序，得到空间转录组数据；

(3)根据所述空间转录组数据进行标准数据分析，对所有检测到的牙周组织不同区域免疫微环境中的细胞种类构成进行分群、鉴定及有效定位，并对不同区域的原始基因的种类和表达情况进行进一步聚类与差异分析，以选出牙周炎免疫调控机制中的关键基因及相关分子信号通路。

优选地，在步骤(2)中，通过空间转录组技术对每个组织切片中被载玻片捕获区域内的寡核苷酸链捕获并标记唯一分子标识符UMI和特殊空间条形码的mRNA进行测序，得到空间转录组数据。

优选地，在步骤(3)中，所述根据所述空间转录组数据进行标准数据分析包括以下步骤：

对空间转录组数据采用Fastp软件过滤获得可直接用于后续分析的测序数据；