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空间转录组专题案例集

目录

CONTENTS

空间转录组系统专题案例集

【1】神经系统.....................................................................................3

【2】淋巴系统.....................................................................................4

【3】呼吸系统.....................................................................................5

【4】消化系统专题.............................................................................6

【5】泌尿系统专题.............................................................................7

【6】生殖系统专题.............................................................................8

【7】内分泌系统专题.........................................................................9

【8】心血管系统专题.......................................................................10

【9】运动系统专题...........................................................................11

空间转录组应用专题①

神经系统

神经系统是机体内对生理功能活动调节起主导作用的系统，主要由神经组织组成。在神经系统研

究中，空间转录组学主要可以帮助我们研究以下内容：①大脑空间转录组学图谱；②神经元表型

的空间转录模式；③神经疾病的空间生物学特征等。

空间转录组在神经系统中的应用

空间转录组神经系统经典案例

中文题目：人背外侧前额叶皮层中转录组尺度的空间基因表达

英文题目：Transcriptome-scale spatial gene expression in the human dorsolateral prefrontal cortex

期刊：Nature Neuroscience IF：25

项目：10x Visium 空间转录组

美吉生物提供全组学一站式无忧解决方案

仅2022年全年，助力客户发表文章2852篇，平均IF＞7

主要结论：

①确定了背外侧前额叶皮层(DLPFC)广泛的分层富集的转录特征；

②空间和snRNA测序数据联合，增强了基因表达驱动簇的空间注释准确性；

③整合神经精神障碍疾病特征基因集，显示精神分裂症和自闭症谱系障碍相

关基因的皮层差异富集表达，突出了空间定义基因表达的临床相关性。

神

经

系

统

研

究

大脑空间转录组学图谱

组织空间区域功能特征；

大脑组织空间特征基因；

发育中的大脑特征图谱；

神经元表型空间转录模式

神经疾病空间生物学特征

绘制脑神经元细胞图谱；

异质性细胞起源和机制；

神经元活动的调节因子；

肿瘤基因表达谱异质性；

疾病微环境的动态变化；

疾病标志物和靶点研究；

2023热点基因TOP5为：BDNF(神经因子)、NLRP3

(炎症)、SIRT1(衰老)、CD4(免疫)、TLR4(调控)

2023热点疾病/表型TOP5为：多发性硬化症、

神经压力、脑损伤、睡眠、脑卒中

Top Disease/phenotype Top Gene

主要结论：

①深入研究了人类和小鼠淋巴器官中的BRC景观和免疫细胞相互作用；

②除了BRC产生的生态位因子外，免疫细胞驱动的BRC分化和激活共

同调控BRC亚群的富集，在不同物种间具有保守性；

③免疫细胞提供的一组典型信号执行双向信号程序，维持淋巴器官和

物种功能性BRC生态位，从而确保有效的体液免疫。

空间转录组应用专题②

淋巴系统

淋巴系统是人体内重要的防御功能系统，它遍布全身各处，由淋巴管(毛细淋巴管、淋巴管、淋

巴干与淋巴导管)、淋巴组织(弥散淋巴组织与淋巴小结)、淋巴器官(如胸腺、骨髓、脾、扁桃体

等)构成，空间转录组学主要可以帮助我们研究以下内容：①淋巴器官免疫微环境研究；②免疫

细胞发育的空间图谱；③淋巴系统肿瘤异质性研究等。

空间转录组在淋巴系统中的应用

空间转录组淋巴系统研究经典案例

中文题目：保守的基质-免疫细胞回路维持B细胞的稳态和功能

英文题目：Conserved stromal–immune cell circuits secure B cell homeostasis and function

期刊：Nature Immunology IF：30.5

项目：10x Genomic scRNA-seq、10x Visium空间转录组

样本类型：小鼠脾脏、淋巴结、潘氏斑

美吉生物提供全组学一站式无忧解决方案

仅2022年全年，助力客户发表文章2852篇，平均IF＞7

淋

巴

系

统

研

究

淋巴器官免疫微环境研究

组织部位空间免疫景观；

免疫细胞间的相互作用；

功能细胞亚群空间定位；

免疫细胞发育的空间图谱

淋巴系统肿瘤异质性研究

发育中的免疫系统研究；

异质性细胞起源和机制；

阶段性空间基因表达谱；；

肿瘤恶性细胞空间分布；

肿瘤微环境的动态变化；

空间背景下的转录特征；

2023热点基因TOP5为：NODAL(发育分化)、CD4、

(免疫)、AIRE(免疫)、TIE1(肿瘤)、SVEP1(免疫)

2023热点疾病/表型TOP5为：乳腺癌、淋巴

水肿、黑色素瘤、胃癌、肺癌；

空间转录组应用专题③

呼吸系统

呼吸系统是人体与外界空气进行气体交换的一系列器官的总称，由呼吸道和肺两大部分组成。在

呼吸系统研究中，空间转录组学主要可以帮助我们研究以下内容：①呼吸系统免疫微环境；②呼

吸系统的发育分化；③呼吸系统疾病机制等。

空间转录组在呼吸系统中的应用

空间转录组呼吸系统经典案例

中文题目：人类远端肺图谱和谱系层次揭示了一种双能祖细胞

英文题目：Human distal lung maps and lineage hierarchies reveal a bipotent progenitor

期刊：Nature IF：64.8

项目：10x Visium 空间转录组、scRNA-seq

美吉生物提供全组学一站式无忧解决方案

仅2022年全年，助力客户发表文章2852篇，平均IF＞7

主要结论：

① 确定了以前未表征的、分子上不同的支气管细胞类型；

② 揭示了稀有细胞类型状态分化为正常或病理状态的机制；

③ 修改了人类肺细胞图谱和谱系轨迹。

呼

吸

系

统

研

究

呼吸系统免疫微环境

解析组织区室细胞类型；

细胞分布与疾病相关联；

免疫细胞类型功能组成；

呼吸系统的发育分化

呼吸系统疾病机制

空间区域的细胞间互作；

异质性细胞起源和机制；

阶段性空间基因表达谱；

空间局部的免疫微环境；

异质性细胞的空间分布；

疾病进展中的转录机制；

2023热点基因TOP5为：NLRP3(炎症)、ACE2(新

冠)、PIGS(应激)、EGFR(肿瘤)、TLR4(互作)

2023热点疾病/表型TOP5为：新冠、

哮喘、肺癌、慢阻肺病、肺纤维化

空间转录组应用专题④

消化系统

消化系统由消化管和消化腺两部分组成，基本的功能主要是摄取、转运、消化食物和吸收营养，

排泄废物等。在消化系统研究中，空间转录组学主要可以帮助我们研究以下内容：①消化系统肿

瘤微环境研究；②消化系统发育的空间图谱；③消化系统疾病发展机制和靶点研究。

空间转录组在消化系统中的应用

空间转录组消化系统研究经典案例

中文题目：小鼠肠道损伤后愈合的空间转录组景观

英文题目：The spatial transcriptomic landscape of the healing mouse intestine following damage

期刊：Nature Communication IF：16.6

组学技术：10x Visium 空间转录组、RNA-seq医学转录组

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仅2022年全年，助力客户发表文章2852篇，平均IF＞7

主要结论：

① 在稳态条件下，证明了以前未被认识到的结肠分子区域化，在粘膜

愈合过程中发生了巨大变化；

② 确定了空间组织的转录程序，定义了区隔化的粘膜愈合，以及关键

活性通路的所在区域；

③ 发现p53活性的降低,限定了增殖上皮干细胞增加的区域；

④ 绘制了与人类疾病相关的转录组学模块，展示了数据集的转化潜力。

消

化

系

统

研

究

消化系统肿瘤微环境研究

消化系统发育的空间图谱

疾病发展机制和靶点研究

2023热点基因TOP5为：NLRP3(炎症)、STAT3(肿瘤)、

MTOR(代谢)、SIRT1(衰老)、TLR4(微生物调控)

2023热点疾病/表型TOP5为：糖尿病、胆管

癌、胰腺癌、肝脏疾病、应激与消化道疾病

胃肠道发育的时空分析；

异质性细胞起源和机制；

阶段性空间基因表达谱；

疾病进展关键细胞类型；

病变区域空间转录特征；

临床疾病诊断分子分型；

肿瘤微环境的功能特征；

转移肿瘤的细胞异质性；

细胞间互作和功能重塑；

空间转录组应用专题⑤

泌尿系统

泌尿系统由肾脏、输尿管、膀胱及尿道组成，主要功能为将机体代谢过程中产生的各种不为机体

所利用或者有害的物质向体外输送。在泌尿系统研究中，空间转录组学主要可以帮助我们研究以

下内容：①泌尿系统肿瘤微环境研究；②肾脏器官发育的空间图谱；③泌尿系统疾病的发展机制。

空间转录组在泌尿系统研究中的应用

空间转录组泌尿系统研究经典案例

中文题目：人类肾乳头的空间转录组图谱确定了肾结石疾病患者的显著免疫损伤

英文题目：A spatially anchored transcriptomic atlas of the human kidney papilla identifies significant

immune injury in patients with stone disease

期刊：Nature Communication IF：16.6

组学技术：10x Visium 空间转录组、10x Genomics snRNA-seq

美吉生物提供全组学一站式无忧解决方案

仅2022年全年，助力客户发表文章2852篇，平均IF＞7

主要结论：

① 对结石患者中常见的集合管细胞亚型和未分化上皮细胞类型进行了

详细描述；

② 发现了一种以免疫激活、氧化应激和细胞外基质重塑为特征的结石

导致的整体损伤特征；

③ 发现了结石患者尿液中MMP7和MMP9显著升高，且其水平与疾病

活动性相关，可作为疾病的相关生物标志物。

泌

尿

系

统

研

究

泌尿系统肿瘤微环境研究

肾脏器官发育的空间图谱

泌尿系统疾病的发展机制

2023热点基因TOP5为：MTOR(肿瘤)、NLRP3(炎症)、

AR(前列腺癌)、EGFR(前列腺癌)、STAT3(肿瘤)

2023热点疾病/表型TOP5为：膀胱癌症、

肾脏疾病、尿路感染、糖尿病、前列腺

癌

分化中的细胞命运轨迹

异质性细胞起源和机制

肾生态位发育调控网络

疾病的临床治疗和分型

疾病细胞和分子生态位

细胞和微环境相互作用

解析肿瘤的微环境特征

空间背景下的免疫景观

空间区域的抗肿瘤机制

空间转录组应用专题⑥

生殖系统

生殖系统是繁殖后代、分泌性激素并维持副性征的器官总称，关于其发育和相关疾病的研究一直

是生物学和医学领域研究的热点。空间转录组学主要可以帮助我们研究以下内容：①生殖系统的

发育分化研究；②生殖系统结构和功能研究；③生殖系统相关的疾病研究。

空间转录组在生殖系统研究中的应用

空间转录组生殖系统研究经典案例

中文题目：空间转录组学描述了长期卵巢癌幸存者在肿瘤-基质界面上配体-受体的交叉异质性

英文题目：Spatial Transcriptomics Depict Ligand–Receptor Cross-talk Heterogeneity at the TumorStroma Interface in Long-Term Ovarian Cancer Survivors

期刊：Cancer Research IF：11.2

组学技术：10x Visium 空间转录组

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仅2022年全年，助力客户发表文章2852篇，平均IF＞7

主要结论：

① 确定了晚期HGSC癌相关成纤维细胞(CAF)异质性和生存率之间的关系；

② 整合单细胞和空间组学数据区分肿瘤和基质区域，研究了TME中各种肿

瘤和CAF亚型之间的空间分辨配体-受体相互作用；

③ 特定的CAFs亚型及其相对于特定卵巢癌细胞亚型的空间位置与晚期

HGSC患者的长期生存相关；

④ 短期生存患者肿瘤组织在基质-肿瘤界面发生的APOE-LRP5串扰增加。

生

殖

系

统

研

究

生殖系统的发育分化研究

生殖系统结构和功能研究

生殖系统相关的疾病研究

2023热点基因TOP5为：JAK2(细胞增殖)、LHCGR(性腺

激素受体)、FOXO1(氧化应激)、PTEN(抑癌)、DMRT1(发育)

2023热点疾病/表型TOP5为：前列腺癌(PC)、妊

娠疾病、应激疾病、不孕不育、卵巢癌(OC)

细胞亚群的功能鉴定；

空间区域细胞间互作；

功能亚群的空间分布；

疾病发展的机制研究；

肿瘤空间异质性研究；

细胞状态与疾病关联；

生殖细胞的谱系分化；

性腺发育的时空图谱；

空间区域的转录特征；

卵巢癌空间分辨的配

体-受体相互作用

高级浆液性卵巢癌(HGSC)样本

空间转录组

（4个治疗样本）

单细胞

数据集

单细胞空

间图谱

肿瘤和基

质簇识别

基质簇异

质性研究

CAF簇特征基因预后

CAFs和肿瘤细胞间细

胞通讯研究

MIA

空间转录组应用专题⑦

内分泌系统

内分泌系统指全身的内分泌腺，是除神经系统以外的另一重要机能调节系统。可分为形态结构上独立存在的肉眼可

见器官，即内分泌器官；以及分散存于其它器官组织中的内分泌细胞团，即内分泌组织。部分内分泌器官及组织参

与人类性活动，对人类性活动影响较大。空间转录组学主要可以帮助我们研究以下内容：①内分泌器官的空间图谱；

②内分泌细胞的发育分化研究；③内分泌相关疾病机制研究。

空间转录组在内分泌系统研究中的应用

空间转录组内分泌系统研究经典案例

中文题目：发育中人类胰腺的单细胞和空间转录组学景观

英文题目：Single-cell transcriptomic and spatial landscapes of the developing human pancreas

期刊：Cell Metabolism IF：29

组学技术：10x Genomics scRNA-seq、10x Visium 空间转录组

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仅2022年全年，助力客户发表文章2852篇，平均IF＞7

主要结论：

① 整合了多个发育时间点的单细胞转录组和空间转录组数据，发现了不同的时空

基因级联；

②细胞轨迹推断确定了分化为α或β细胞的内分泌祖群和分支特异性基因；

③空间分化轨迹表明施旺细胞与内分泌祖细胞在空间上共定位，细胞通讯分析预

测它们可能通过L1CAMEPHB2信号通路相互作用。

内

分

泌

系

统

研

究

内分泌器官的空间图谱

内分泌细胞发育分化研究

内分泌相关疾病机制研究

2023热点基因TOP5为：CLOCK(节律)、LHCGR(性

激素合成)、STAT3Z(肿瘤)、FOXO1(氧化应激)、

SIRT1(炎症)

2023热点疾病/表型TOP5为：应激后内分泌

变化、糖尿病、乳腺癌、多囊卵巢综合征、

甲状腺癌

内分泌细胞群特征基因；

异质性和多谱系动力学；

组织器官区域功能特征；

疾病发展空间转录特征；

独特细胞群的功能特征；

疾病标志物和靶点研究；

异质性细胞起源和机制；

内分泌细胞的空间分布；

功能细胞间的相互作用；

胰腺发育得的转录组

学景观

0

0

人类胚胎发育中的胰腺

scRNA-seq 空间转录组

STlearn

（空间细胞通讯）

内分泌细胞谱系动力学

施旺细胞与内分泌细胞

间的相互作用

Seurate整合分析

空间转录组应用专题⑧

心血管系统

心血管系统由心脏、动脉、毛细血管和静脉等组成，主要功能是保持机体内环境的稳态、新陈代

谢的进行和维持正常的生命活动。空间转录组学主要可以帮助我们研究以下内容：①心脏器官发

育的时空图谱；②心血管疾病潜在机制研究；③心血管疾病诊断治疗研究。

空间转录组在心血管系统中的应用

空间转录组心血管系统研究经典案例

中文题目：巨噬细胞异质性的时空动态和Trem2hi巨噬细胞在梗死心脏中的潜在功能

英文题目：Spatiotemporal dynamics of macrophage heterogeneity and a potential function of

Trem2hi macrophages in infarcted hearts

期刊：Nature Communication IF：16.6

组学项目：10x Genomics scRNA-seq、10x Visium空间转录组

美吉生物提供全组学一站式无忧解决方案

仅2022年全年，助力客户发表文章2852篇，平均IF＞7

主要结论：

①单细胞和空间组学确定了12种主要的免疫细胞群，发现心肌梗死后

巨噬细胞的比例发生动态变化；

②轨迹推断分析显示，心肌梗死后期巨噬细胞中Trem2表达上调；

③Trem2hi巨噬细胞在心梗晚期有占比优势，并具有抗炎特性；

④体内注射可溶性Trem2可显著改善梗死心脏的功能和结构。

心

血

管

系

统

研

究

心脏器官发育的时空图谱

心血管疾病潜在机制研究

心血管疾病诊断治疗研究

心血管疾病免疫微环境；

疾病的空间多组学图谱；

疾病相关细胞类型鉴定；

心血管疾病的谱系状态；

疾病标志物和靶点研究；

疾病微环境的动态变化；

2023热点基因TOP5为：ACE2(调节因子)、PCSK9(稳

态)、CAV1(炎症)、COIL(血管紧张素)、NLRP3(炎症)

2023热点疾病/表型TOP5为：心脏衰竭、心

肌梗死、心房纤维性颤动、心肌病、心脏病

Top Disease/phenotype Top Gene

组织空间区域功能特征；

心脏组织空间特征基因；

发育中的心脏特征图谱；

空间转录组应用专题⑨

运动系统

运动系统由骨、关节和骨骼肌三种器官组成，主要发挥运动、支持和保护等功能。空间转录组

学主要可以帮助我们研究以下内容：①关节炎症疾病的发展机制；②运动系统的发育分化研究；

③骨骼肌细胞和分子的空间图谱。

空间转录组在运动系统研究中的应用

空间转录组运动系统研究经典案例

中文题目：营养不良肌肉的细胞和分子空间图谱

英文题目：A cellular and molecular spatial atlas of dystrophic muscle

期刊：PNAS IF：11.1

组学项目：10x Genomics scRNA-seq、10x Visium空间转录组

美吉生物提供全组学一站式无忧解决方案

仅2022年全年，助力客户发表文章2852篇，平均IF＞7

主要结论：

①使用严重营养不良的D2-mdx小鼠模型,整合空间和单细胞转录数

据集，生成了营养不良肌肉的高分辨率细胞和分子空间图谱;

②无偏聚类揭示了与多个再生时间点相关的D2-mdx肌肉中独特细胞

类群的区域差异分布;

③发现来自局部损伤区域的炎症和纤维化信号的传播有助于广泛的

病理学，并且确定了杜氏肌肉萎缩症(DMD)治疗的潜在靶向途径。

运

动

系

统

研

究

关节炎症疾病的发展机制

运动系统的发育分化研究

骨骼肌空间细胞和分子图谱

细胞异质性的驱动因素

损伤后骨骼肌再生机制

运动系统早期发育图谱

空间背景下的炎症特征

炎症部位的免疫微环境

疾病病理学的深入表征

营养不良肌肉的细胞

和分子空间图谱研究

空间转录组

D2-mdx小鼠模型

小鼠骨骼肌中的

细胞和分子特征

营养不良的肌肉

病理特征研究

单细胞转录组+空间转录组

细胞类型的空间图谱

病理相关的区域细胞

和分子信号研究

功能细胞空间分布特征

特征基因空间表达模式

稀有细胞类型空间分布

PubMed关键词：Orthopaedic

截至2023年,据PubMed检索结果显示, Medline已收录运动系统领域相

关研究537,509篇,其中2022年发表研究51,067篇,较2013年的19,859

篇，十年增长近2.5倍。

运动系统研究热点基因：

MTOR——风湿性关节炎滑膜免疫

Tfr1——骨骼肌发育

CIPC——骨骼肌损伤修复再生

Spp1——骨骼肌纤维化