寶貴資源！武漢大學人民醫院：發布全眼單細胞空間圖譜

近日，武漢大學人民醫院研究團隊在期刊《Advanced Science》上發表了題為“Single-Cell Annotation and Localization via Integrating Spatial Transcriptomics Maps the Mouse Ocular Atlas and RAO Dynamics”的研究論文，本研究開發了ASCL流程，整合了互補的空間轉錄組技術：用于細胞注釋參考的單核分辨率SeekSpace，以及用于已注釋細胞定位的均勻覆蓋Stereo-seq。該策略能夠在極少空間切片的情況下，實現大規模單細胞RNA測序數據的自動化注釋與定位。利用ASCL，研究人員構建了小鼠全眼單細胞空間圖譜，精確繪制了睫狀體和視網膜中各類細胞的分布。此外，在視網膜動脈阻塞（RAO）模型中，研究人員發現免疫激活顯著富集于神經節細胞層（GCL），并通過免疫熒光染色進一步驗證。研究人員還發現活躍的視桿細胞存在選擇性耗竭現象。總體而言，本研究提供了整個眼睛的全面空間細胞圖譜，為視網膜動脈阻塞（RAO）的病理機制提供了新的高空間分辨率見解，是解析眼睛生理與病理特征單細胞水平景觀的寶貴資源。

空間轉錄組學解析細胞異質性與組織結構：彌補scRNA-seq空間缺失的優勢與高分辨率應用中的技術瓶頸

01

精確表征細胞異質性和空間組織對于理解組織發育、穩態維持以及疾病發生機制至關重要。盡管單細胞RNA測序（scRNA-seq）已徹底改變了器官中各類細胞的鑒定方式，但其缺乏空間背景信息，限制了對細胞類型準確注釋及其功能解讀，尤其在結構復雜或特征尚不明確的組織中尤為明顯。空間轉錄組學（ST）技術應運而生，通過在原生組織結構中捕獲轉錄組信息，彌補了這一不足，從而提升了細胞類型與功能的注釋和整合能力。然而，目前的ST方法，尤其是依賴計算圖像分割的高分辨率平臺，在緊密排列且形態多樣的組織中仍面臨諸多挑戰，包括細胞邊界識別不準確、錯誤捕獲多個細胞的轉錄本、每個檢測位點的轉錄本數量偏低以及基因檢測稀疏等問題。此外，ST技術的高昂成本進一步限制了通過大規模實驗來解決這些分辨率和靈敏度局限性的可行性。

基于Stereo-seq的單細胞空間圖譜繪制

02

為解決SeekSpace組織覆蓋范圍有限的問題，研究人員應用CytoSPACE將SeekSpace獲得的細胞類型對齊到Stereo-seq切片上，以獲得更全面的視圖。為提高計算效率，研究人員利用器官固有的左右對稱性，將后續分析限定在眼球的一半區域。該整合生成了一個高覆蓋率的空間圖譜，準確展示了細胞類型的解剖對應關系。

除了組織覆蓋范圍的限制外，另一個主要局限是對于稀有細胞群體的檢測靈敏度不足，從而阻礙了精確的空間定位。為解決這一問題，研究人員采用Stereo-seq作為全面的空間參考，并結合TopACT算法進行分析。研究結果顯示外周免疫細胞主要局限于眼外肌及周圍結締組織，而在視網膜各層幾乎未檢測到任何信號。這一發現與血-視網膜屏障的生理特性一致，進一步證實了Stereo-seq作為空間分辨細胞注釋參考的可靠性。

基于Stereo-seq的單細胞空間定位重建

結論

03

總之，ASCAL方法在對特征尚不明確的組織中具有廣泛的應用前景，尤其適用于細胞類型注釋不足或標志基因模糊的情況。通過整合多維數據，本研究策略推動了復雜解剖系統的研究，減少了對大規模空間轉錄組學的依賴，并為系統性探索疾病和再生過程中空間調控的生物學過程鋪平了道路。

參考資料：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.75857

免費論壇

【關于投稿】

轉化醫學網（360zhyx.com）是轉化醫學核心門戶，旨在推動基礎研究、臨床診療和產業的發展，核心內容涵蓋組學、檢驗、免疫、腫瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究內容發表，歡迎聯系我們進行免費報道（公眾號菜單欄-在線客服聯系），我們的理念：內容創造價值，轉化鑄就未來！

轉化醫學網（360zhyx.com）發布的文章旨在介紹前沿醫學研究進展，不能作為治療方案使用；如需獲得健康指導，請至正規醫院就診。

責任聲明：本稿件如有錯誤之處，敬請聯系轉化醫學網客服進行修改事宜！

微信號：zhuanhuayixue

★ 5月份熱門內容 ★

01

02

03

04

05

06