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實驗室在《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）進行了系統(tǒng)性空間轉(zhuǎn)錄組測序，輔以Visium v2對比實驗、Chromium單細胞參考圖譜建立、Xenium原位驗證，全面展現(xiàn)了Visium HD的性能和解析深度，證實了高分辨率空間轉(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，實現(xiàn)了分辨率提升27倍的躍升。在檢測靈敏度方面，Visium HD保持了與v2平臺相當?shù)男阅埽ㄞD(zhuǎn)錄組表達水平相關(guān)性 R²=0.82），且在去除非特異性探針信號后，相關(guān)性進一步提升至 R²=0.92。
借助于CytAssist控制的探針釋放與轉(zhuǎn)移機制，Visium HD顯著減少了mRNA橫向擴散，非特異性結(jié)合率從4.13% 降至0.70%。空間精度驗證顯示，約98.3%–99%的信號精確定位于組織結(jié)構(gòu)內(nèi)，支持其在FFPE樣本中實現(xiàn)接近單細胞分辨率的空間基因表達測量能力。
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)域的細胞組成。在多個樣本中，腫瘤相關(guān)成纖維細胞（CAFs）與巨噬細胞是該區(qū)域的主要細胞類型。Visium HD數(shù)據(jù)識別出兩種主要的腫瘤邊緣巨噬細胞亞群，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通路偏好，提示其可能通過互補但獨立的促瘤機制參與腫瘤微環(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CRC部分中腫瘤周圍的細胞組成2.Goblet細胞亞群可能呈現(xiàn)腫瘤轉(zhuǎn)化趨勢
在靠近SELENOP⁺巨噬細胞聚集區(qū)域，研究識別出一類表達REG1A/REG1B的杯狀細胞亞群。其轉(zhuǎn)錄特征介于典型Goblet細胞與腫瘤細胞之間，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)生早期的過渡型細胞群體，為研究上皮腫瘤化的起始機制提供了新線索。
TME中兩個巨噬細胞亞群的鑒定和定位3.高分辨率空間定位克隆擴增的抗腫瘤T細胞
結(jié)合Visium HD的2 µm原始分辨率數(shù)據(jù)、核分割算法與Xenium原位驗證平臺，研究團隊成功定位并驗證了一群克隆擴增的CD8⁺ T細胞。這些T細胞主要富集于腫瘤邊緣表達CXCL9、CXCL10、CXCL11的免疫激活區(qū)域，并與STAB1⁺巨噬細胞和內(nèi)皮細胞共定位，構(gòu)成具有抗腫瘤潛力的免疫微環(huán)境熱點。該發(fā)現(xiàn)強調(diào)了Visium HD在空間解析免疫應(yīng)答微環(huán)境中的獨特優(yōu)勢。
原始數(shù)據(jù)與核分割算法揭示T細胞在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，在FFPE組織中實現(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的動態(tài)演化提供了關(guān)鍵線索，也為免疫治療靶點的空間定位與早期篩查標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“單細胞高清”的時代，Visium HD無疑為臨床樣本研究、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)探索乃至AI輔助診斷奠定了堅實基礎(chǔ)。未來，結(jié)合更大規(guī)模的樣本分析與算法進步，空間組學(xué)將在腫瘤研究和精準醫(yī)療中扮演愈發(fā)重要的角色。
標簽：
結(jié)直腸癌
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