scRNAseqと逐次的蛍光in situハイブリダイゼーションのデータを組み合わせて空間的に結び付いた亜集団を発見する

内因性の遺伝子調節ネットワークが細胞の空間的環境とどのように相互作用して細胞のアイデンティティーを決定しているのかに関しては、いまだ十分に解明されていない。我々は、単一細胞トランスクリプトームプロファイルの配列解読に基づく解析と画像化に基づく解析を一体化し、プラットフォーム横断的な細胞型マッピングを隠れマルコフ確率場モデルと組み合わせて用いることによって、全体的な遺伝子発現に対する内因的影響と外因的影響とを区別する手法を開発した。この手法を利用して、マウス視覚皮質領域の細胞型および空間ドメインに関連する不均一性を解析した。その結果、グルタミン酸作動性ニューロンとアストロサイトの区画に、細胞型に依存せず空間的に結び付いた明確なシグネチャーが発見された。得られたシグネチャーを用いて単一細胞RNA配列解読データを解析すると、空間的に結び付いた未知の亜集団が発見され、それは解剖学的構造およびアレン脳アトラス（Allen Brain Atlas）の画像との比較によって確認された。