Visium HD揭示結(jié)直腸癌TME免疫亞群全景
近日，10x Genomics公司Sarah E. B. Taylor實(shí)驗(yàn)室在《Nature Genetics》（IF：31.7）發(fā)表了一篇題為 “High-definition spatial transcriptomic profiling of immune cell populations in colorectal cancer” 的文章。該研究對(duì)來自5位結(jié)直腸癌患者的FFPE樣本（含癌組織和鄰近正常組織）進(jìn)行了系統(tǒng)性空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，輔以Visium v2對(duì)比實(shí)驗(yàn)、Chromium單細(xì)胞參考圖譜建立、Xenium原位驗(yàn)證，全面展現(xiàn)了Visium HD的性能和解析深度，證實(shí)了高分辨率空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)在解析腫瘤異質(zhì)性中的重要價(jià)值。
visium HD分析CRC和NAT樣品01、Visium HD技術(shù)突破
Visium HD技術(shù)在6.5×6.5毫米的捕獲區(qū)域內(nèi)集成了約1100萬個(gè)連續(xù)排列的2微米條形碼特征，相比傳統(tǒng)Visium v2技術(shù)基于55微米圓形探針的布局，實(shí)現(xiàn)了分辨率提升27倍的躍升。在檢測(cè)靈敏度方面，Visium HD保持了與v2平臺(tái)相當(dāng)?shù)男阅埽ㄞD(zhuǎn)錄組表達(dá)水平相關(guān)性 R²=0.82），且在去除非特異性探針信號(hào)后，相關(guān)性進(jìn)一步提升至 R²=0.92。
借助于CytAssist控制的探針釋放與轉(zhuǎn)移機(jī)制，Visium HD顯著減少了mRNA橫向擴(kuò)散，非特異性結(jié)合率從4.13% 降至0.70%�？臻g精度驗(yàn)證顯示，約98.3%–99%的信號(hào)精確定位于組織結(jié)構(gòu)內(nèi)，支持其在FFPE樣本中實(shí)現(xiàn)接近單細(xì)胞分辨率的空間基因表達(dá)測(cè)量能力。
Visium HD載玻片的結(jié)構(gòu)與性能02、文章主要結(jié)論
1.高分辨率解析揭示空間異質(zhì)性的巨噬細(xì)胞亞群及功能差異
研究通過構(gòu)建圍繞腫瘤區(qū)50 µm范圍的空間鄰域，深入描繪了腫瘤浸潤區(qū)域的細(xì)胞組成。在多個(gè)樣本中，腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAFs）與巨噬細(xì)胞是該區(qū)域的主要細(xì)胞類型。Visium HD數(shù)據(jù)識(shí)別出兩種主要的腫瘤邊緣巨噬細(xì)胞亞群，分別為SELENOP+與SPP1+型。兩者分別富集于不同的空間區(qū)域，并在功能富集分析中呈現(xiàn)出不同的免疫及代謝信號(hào)通路偏好，提示其可能通過互補(bǔ)但獨(dú)立的促瘤機(jī)制參與腫瘤微環(huán)境調(diào)控。這一空間異質(zhì)性揭示為腫瘤-免疫互作研究提供了關(guān)鍵線索。
每個(gè)CRC部分中腫瘤周圍的細(xì)胞組成2.Goblet細(xì)胞亞群可能呈現(xiàn)腫瘤轉(zhuǎn)化趨勢(shì)
在靠近SELENOP⁺巨噬細(xì)胞聚集區(qū)域，研究識(shí)別出一類表達(dá)REG1A/REG1B的杯狀細(xì)胞亞群。其轉(zhuǎn)錄特征介于典型Goblet細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞之間，呈現(xiàn)出向腫瘤表型轉(zhuǎn)化的過渡狀態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)提示其可能是腫瘤發(fā)生早期的過渡型細(xì)胞群體，為研究上皮腫瘤化的起始機(jī)制提供了新線索。
TME中兩個(gè)巨噬細(xì)胞亞群的鑒定和定位3.高分辨率空間定位克隆擴(kuò)增的抗腫瘤T細(xì)胞
結(jié)合Visium HD的2 µm原始分辨率數(shù)據(jù)、核分割算法與Xenium原位驗(yàn)證平臺(tái)，研究團(tuán)隊(duì)成功定位并驗(yàn)證了一群克隆擴(kuò)增的CD8⁺ T細(xì)胞。這些T細(xì)胞主要富集于腫瘤邊緣表達(dá)CXCL9、CXCL10、CXCL11的免疫激活區(qū)域，并與STAB1⁺巨噬細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞共定位，構(gòu)成具有抗腫瘤潛力的免疫微環(huán)境熱點(diǎn)。該發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了Visium HD在空間解析免疫應(yīng)答微環(huán)境中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
原始數(shù)據(jù)與核分割算法揭示T細(xì)胞在TME中的空間定位03、小結(jié)與展望
本研究基于10x Genomics Visium HD平臺(tái)，在FFPE組織中實(shí)現(xiàn)了極高的空間轉(zhuǎn)錄組分辨率，系統(tǒng)揭示了結(jié)直腸癌腫瘤微環(huán)境中免疫細(xì)胞的空間異質(zhì)性與功能互作，尤其是在腫瘤邊緣區(qū)域識(shí)別出具有促瘤與抗瘤潛力的免疫亞群。這不僅為我們理解TME的動(dòng)態(tài)演化提供了關(guān)鍵線索，也為免疫治療靶點(diǎn)的空間定位與早期篩查標(biāo)志物的挖掘提供了全新思路。
隨著空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)從“宏觀可視”邁入“單細(xì)胞高清”的時(shí)代，Visium HD無疑為臨床樣本研究、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)探索乃至AI輔助診斷奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。未來，結(jié)合更大規(guī)模的樣本分析與算法進(jìn)步，空間組學(xué)將在腫瘤研究和精準(zhǔn)醫(yī)療中扮演愈發(fā)重要的角色。
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