$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Нейроны сетчатки развили пространственные топографии, которые облегчают обработку информации, что у многих видов приводит к грубой специализации, такой как ямки, центральная область и полосы 1,2,3. В отличие от хорошо изученного разнообразия распределения фоторецепторов, пространственная специализация выхода сетчатки, образованной ганглиозными клетками сетчатки (РГК), менее ясна. Для большинства видов пространственное распределение РГК совершенно неизвестно. Даже для мыши, которая, возможно, является одной из наиболее изученных моделей зрительной функции позвоночных, менее трети подтипов РГК были картированы с помощью традиционных методов, таких как иммуногистохимия2. Эти методы не работают, потому что большинство подтипов РГК не имеют специфического генетического маркера. Вместо этого дляточной классификации RGC с помощью секвенирования РНК одиночных клеток 5,6,7 требуется молекулярная информация более высокой размерности.
Информация о распределении РГК важна, так как топографии, наблюдаемые у мышей, демонстрируют четкую экологическую корреляцию между размещением РГК и зрительной функцией. Наиболее ярким примером является пространственная организация РГК ɑON-S, которые группируются в височной сетчатке. Эта область получает образ жертвы8 во время охотничьего поведения9. Также хорошо известно, что подтипы РГК по-разному восприимчивы к заболеванию10, а некоторые распространенные заболевания, такие как глаукома, имеют пространственный компонент их прогрессирования 11,12. Таким образом, важный вопрос, стоящий перед этой областью, заключается в следующем: какова пространственная организация подтипов RGC, когда они застилают сетчатку1? Этот пробел в знаниях в настоящее время ограничивает понимание других визуально контролируемых моделей поведения и заболеваний.
Основное внимание в настоящем методе уделяется устранению этих пробелов в молекулярных знаниях с помощью подхода криосекции enface , который сохраняет пространственные отношения и позволяет проводить молекулярный анализ с высоким разрешением. Современные платформы пространственного секвенирования, такие как Xenium от 10X, представляют собой революционный прогресс в молекулярном профилировании, предлагая беспрецедентное понимание организации тканей и клеточных взаимодействий. Тем не менее, эти платформы, наряду с методами более низкого уровня сложности, такими как РНК-скоп, и методами пространственного секвенирования с штрих-кодированием, такими как Visium, имеют важное техническое ограничение: они требуют срезов ткани тоньше 20 мкм. Это требование представляет собой особую проблему для ткани сетчатки, толщина которой обычно составляет 200 мкм.
До настоящего времени исследователи в основном полагались на поперечные сечения при применении этих технологий к тканям сетчатки13. В то время как поперечные срезы эффективно выявляют молекулярные отношения в ядерных и плексиформных слоях в контексте вертикальных цепей, они менее пригодны для захвата более широкого пространственного распределения клеток сетчатки, котороетрадиционно обнаруживается при составлении целых гор. Недавние попытки разрезания на лицевой поверхности были ограничены ограничениями по толщине сечения, при этом в исследованиях сечения были достигнуты только 50 мкм, что на14 толщин для современных платформ молекулярного анализа с высоким уровнем сложности. Другие исторические подходы, которые были применены для изучения отдельных пластинок сетчатки, но несовместимы с современными методами пространственного секвенирования, включают ферментативное пищеварение в сочетании с механической диссоциацией15,16 или только механическую диссоциацию 17,18,19,20. Здесь мы представляем новую технику криосекции, специально разработанную для тонкой, изогнутой ткани сетчатки, которая преодолевает эти ограничения. Вкратце, наш метод включает в себя экстракцию задней камеры глаза, создание рельефных разрезов через сетчатку и склеру, уплощение ткани внутренней сетчаткой на фоне покровного стекла, встраивание ткани в ОКТ и, наконец, криосекцию от наружной к внутренней сетчатке (рис. 1). Наш метод поддерживает пространственные отношения, создавая участки, достаточно тонкие (<20 мкм) для инструментов пространственной биологии высокой размерности, что подтверждается успешной реализацией как с помощью ручного РНК-скопа (12 мишеней), так и с помощью автоматизированной платформы Xenium (300 мишеней), демонстрируя совместимость на различных уровнях сложности молекулярного анализа.