单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术能够以单细胞分辨率进行高通量转录组分析，极大地推动了细胞生物学的研究。然而，scRNA-seq技术的一个显著局限性是，它需要将组织解离，导致细胞在组织中的原始空间位置信息丢失。空间转录组学（Spatial Transcriptomics, ST）技术能够提供精确的空间基因表达图谱，但其在基因检测数量、成本以及细胞类型注释的精细度方面存在限制。因此，如何在scRNA-seq数据中恢复空间信息，成为了当前研究的一个重要挑战。 为了解决这一问题，研究人员提出了通过细胞对应学习（cell correspondence learning）在scRNA-seq和ST数据之间传递知识的方法，从而恢复scRNA-seq数据中的空间信息。然而，现有的方法在建模局部和全...
利用大格式微阵列实现可扩展空间转录组学的新方法：Array-Seq技术的诞生 背景与研究起源 近年来，空间分子分析（spatiomolecular analyses）成为生物医学研究和临床病理学的重要工具，因为它能够研究组织中的细胞和分子空间位置如何影响其功能及其在健康和疾病中的异常变化。但现有的空间转录组学（spatial transcriptomics，ST）技术在多个层面面临制约：设备昂贵、操作复杂、表面积小、不支持大批量样本处理以及与常规组织学染色（如H&E染色）不兼容。这些缺点限制了技术的普及，也增大了其用于基础研究和临床分析的成本和难度。 早期的空间转录组学技术（如Visium平台）通过将空间条形码（spatial barcode）连接到捕获poly-A尾的寡聚核苷酸探针上实现了...
组织驻留记忆CD8 T细胞多样性的时空印记 背景介绍 组织驻留记忆CD8 T细胞（Tissue-resident memory CD8 T cells, TRM细胞）在屏障部位（如肠道）提供长期的免疫保护。然而，TRM细胞的异质性及其形成机制尚不完全清楚。此前的研究发现，小肠中的TRM细胞至少分为两个亚群：一个具有更高的效应分子表达，另一个则具有更强的记忆潜能。这种异质性的起源尚不明确。本研究旨在探索不同组织微环境如何驱动TRM细胞的表型异质性，并揭示其在肠道中的时空分布规律。 论文来源 本论文由Miguel Reina-Campos、Alexander Monell等来自University of California, San Diego、La Jolla Institute for I...
脑膜孤立性纤维瘤的单细胞与空间转录组学研究 学术背景 脑膜孤立性纤维瘤（Meningeal Solitary Fibrous Tumors, SFTs）是一种罕见的间叶性肿瘤，起源于中枢神经系统（CNS）的脑膜。尽管SFTs在组织学上与其他脑膜肿瘤（如脑膜瘤）相似，但其独特的临床行为，尤其是局部复发和血行转移的倾向，使得其生物学机制和治疗策略备受关注。目前，SFTs的治疗手段有限，主要依赖手术和放疗，且对于转移性或对标准治疗耐药的SFTs，尚无有效的药物治疗方案。因此，深入了解SFTs的细胞状态和空间转录组结构，对于开发新的治疗靶点具有重要意义。 近年来，单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组学技术的快速发展，为研究肿瘤的细胞异质性和微环境提供了新的工具。然而，针对SFTs的单细...
前列腺癌（Prostate Cancer, PC）是全球男性中第三大常见的实体肿瘤，2020年估计有140万新发病例。随着全球人口老龄化的加剧，前列腺癌的发病率预计将持续上升，到2040年可能达到290万例。尽管治疗手段不断进步，但晚期前列腺癌的治疗仍然面临巨大挑战，尤其是耐药性的出现。雄激素受体（Androgen Receptor, AR）信号通路的失调在前列腺癌的发展和进展中起关键作用，因此，雄激素剥夺疗法（Androgen Deprivation Therapy, ADT）是晚期前列腺癌的主要治疗手段。然而，几乎所有患者最终都会对ADT产生耐药性，发展为去势抵抗性前列腺癌（Castration-Resistant Prostate Cancer, CRPC）。此外，AR信号通路的异常（...
基于单细胞和空间转录组学的小鼠脓毒症相关脑病研究 背景 脓毒症致死的器官功能紊乱，与感染引起的宿主反应失衡有关，全球死亡率高。最新研究表明，脓毒症导致大脑功能受损，称为脓毒症关联脑病(SAE)。SAE的症状包括意识改变、认知障碍和神经失调，导致较高死亡率和长期神经损伤。尽管研究了氧化应激、细胞因子增多等机制，SAE的具体病理生理学不明，亟需进一步研究。单核细胞RNA测序(snrna-seq)对繁杂细胞异质性的切割有助于疾病单细胞标志的发现。然而，传统的转录组学方法在组织解离过程中忽略了空间信息，限制了对组织损伤炎症细胞招募机制的理解。空间转录组学则提供了在组织切片中评估基因表达的手段，能够保留组织原位的空间信息。 论文来源 本研究由朱艳艳、张茵为共同第一作者，赵平森为主要联系人，该研究发表于...
关于人类卵巢老化时空转录组变化及FOXP1调控作用的研究报告 学术背景 随着全球人均寿命的不断增加，女性在更年期面临的健康问题愈发受到关注。卵巢老化是其中一项重要问题，与骨质疏松、心血管疾病、肥胖、肿瘤、阿尔茨海默病及糖尿病等多种健康问题密切相关。为了探索延缓卵巢老化的治疗策略，需要全面了解卵巢的细胞组成、分子特性及其时空变化。然而，目前对于人类卵巢老化如何影响细胞和分子层面的理解仍然有限。本研究通过整合单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing，简称 scRNA-seq）和空间转录组学（spatial transcriptomics，简称ST-seq），系统地表征了人类卵巢老化过程中八种细胞类型的时空分子特征。 论文来源 该研究发表在2024年4月9日的《Nat...
炎性肌病中肌纤维类型的异质性表征与包涵体肌炎的选择性易感性 随着年龄的增长，炎性肌病的发病率逐渐上升，其中包涵体肌炎（IBM）作为最常见的类型，目前尚无有效治疗方法。与其他炎性肌病不同，IBM呈慢性病程并具有炎症和退行性病理特征。更为复杂的是，引发IBM进展的因素与分子驱动因素尚不明确。为了深入研究该疾病，研究人员采用了单核RNA测序与空间转录组学，对患者的肌肉活检样本进行了细胞类型特异性驱动因素的绘图，以期比较IBM肌肉与免疫介导的坏死性肌病（IMNM）及无炎症的骨骼肌样本。 研究背景与目的 IBM是影响老年人群的最普遍炎性肌病，由于免疫反应和肌肉纤维退行性变化共同作用，导致逐渐丧失肌肉功能。然而，导致IBM的分子机制并不清楚。本研究旨在通过新型技术手段，揭示IBM病因，并为未来治疗策略提...
追踪原位检查点抑制剂结合靶标T细胞 学术背景 检查点抑制剂（Check Point Inhibitors，CPI）已在癌症治疗中发挥革命性作用，通过阻断由检查点分子介导的免疫调节信号，恢复T细胞介导的癌细胞清除功能。然而，这些疗法也导致了一系列免疫相关的不良事件（immune-related adverse events，IRAEs），其中胃肠道炎症最为常见，约60%的患者受到影响。尽管肠道、皮肤和关节的IRAEs与改善癌症生存率相关，但其导致的严重副作用对医疗负担的增加不容忽视。尽管目前尚不完全清楚IRAEs的具体免疫发病机制，但可能是由于与自身抗原或共生微生物反应的T细胞激活失调引起的。 CTLA-4（细胞毒T淋巴细胞相关抗原4）、PD-1（程序性细胞死亡蛋白1）及其配体PD-L1是CP...
空间富集和基因组分析揭示NOMO1与肌萎缩侧索硬化症的关联 引言 运动神经元病（ALS）是一种严重的神经退行性疾病，患者的脑部和脊髓中运动神经元逐渐丧失。尽管在绝大多数间歇性ALS患者中，其遗传易患性仍然不确定，但TDP-43蛋白病理学是多数ALS患者（> 97%）的主要特征。此外，已有超过25个基因被报道与ALS有关，但大约90%的间歇性ALS患者无法用已知突变解释。现有研究表明，脑组织结构的复杂性是细胞间相互作用、生物功能和病理学的基础，了解细胞类型和区域脆弱性对于精确医学至关重要。 研究背景与目标 本研究旨在评估ALS相关基因在脑区域的脆弱性，并揭示区域特异性基因与ALS风险之间的遗传联系。为此，研究团队开发了一种基于熵加权差异基因表达矩阵的工具Spatiale，用于识别空间转录组学（...