MAEST:基于图掩码自编码器的空间转录组学中的精确空间域检测

空间转录组学——解析组织空间异质性的前沿技术 空间转录组学(Spatial Transcriptomics, ST)是一项近年来蓬勃发展的测序技术,其核心在于能够在组织切片层面,兼顾基因表达与空间位置信息,为揭示多细胞生物组织的空间结构、功能分区及疾病微环境提供了前所未有的数据基础。随着10x Visium、Slide-seq、Stereo-seq、seqFISH和MERFISH等平台技术的逐步成熟,科学家得以获得高分辨率、空间可追溯的大规模基因表达数据,极大推动了发育生物学、神经科学及肿瘤生物学等领域的进步。 空间结构域识别(Spatial Domain Identification)则是空间转录组数据分析中的核心环节。其目标是将表达模式相近、地理位置相邻的细胞点(Spot)分为具有生物学...

COME:基于对比映射学习的单细胞RNA测序数据空间重建方法

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...

利用大规模微阵列进行可扩展的空间转录组学

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...

小肠组织驻留记忆CD8 T细胞多样性的时空印记

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细胞状态与脑血管发育和稳态的转录组学研究

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...