空间组学研究提供了在组织结构的空间基因信息，通过结合单细胞数据，能够描述细胞类型在肿瘤组织中空间分布的差异、细胞间的相互作用以及免疫细胞的不同分布对预后效果的影响等，为肿瘤的治疗及预后提供新的思路。GeoMx® DSP 空间转录组技术和空间蛋白技术能够同时提供转录组和蛋白组的表达谱，广泛应用于肿瘤异质性、肿瘤的发生与发展、肿瘤免疫微环境等研究方向。
01 肿瘤空间异质性，筛选肿瘤标志物
肿瘤组织内的细胞具有极大的异质性，同一肿瘤常常包含不同的克隆亚型，成纤维细胞、免疫细胞等所构成的肿瘤微环境，在同一肿瘤的不同部位也可表现出差异，肿瘤异质性的存在一定程度上增加了治疗难度。通过联合空间转录组技术以及空间蛋白技术，识别肿瘤组织内部各细胞亚群分布以及空间标志物分子，对筛选肿瘤标志物以及改善患者的诊疗有更大的帮助。
发表时间：2023.02
期刊名称：Journal for ImmunoTherapy of Cancer
影响因子：17
本研究回顾性纳入18例接受双特异性抗体（bsAb）治疗的NSCLC晚期患者（aNSCLC），采用GeoMx®DSP protein和CTA检测方案，结合特定细胞类型的圈选策略（Segmentation），分别获得了肿瘤区域和基质区域蛋白组和转录组表达谱，在空间水平解析了瘤内异质性。通过比较分析不同疗效组，不同组织区域蛋白和RNA差异表达特征，筛选并构建了基于空间分子表达的Signature，用来预测免疫疗法疗效的生物标志物。通过比较基质区域和肿瘤区域中预测临床疗效的空间标志物分子评分，发现基质区域的分子特征对治疗反应显示出更大的预测能力。
研究思路
02 肿瘤的发生、发展、转移机制
正常组织与肿瘤组织间以及不同阶段肿瘤组织间细胞构成以及分子机制具有明显差异，导致所构成的肿瘤微环境出现明显异质性。通过空间多组学技术识别肿瘤与正常组织以及不同阶段肿瘤组织内部各细胞亚群比例、差异表达谱以及分子作用机制，对研究肿瘤发生发展机制以及筛选预测肿瘤风险的标志物具有重要意义。
发表时间：2023.07
期刊名称：nature communications
影响因子：17
食管鳞状细胞癌（ESCC）一般由食管鳞状癌前病变（ESPL；包括低级别（LGIN）和高级别（HGIN）的上皮内瘤变）逐步发展而成。目前需要建立一个在ESPL阶段预测ESCC风险的指标。本研究通过DSP分别在正常上皮（NE）、LGIN、HGIN以及ESCC组织圈选ROI，进行空间全转录组图谱分析。结果发现，在疾病进展过程中，TAGLN2以及CRNN表达水平的改变与癌症进程密切相关，其机制与调节细胞增殖有关。TAGLN2和CRNN可作为预测ESPL发生ESCC风险的候选指标。
研究思路
03 肿瘤免疫微环境
肿瘤免疫微环境（TIME）由肿瘤细胞、免疫细胞、基质细胞、成纤维细胞、细胞外基质和血管组成。在TIME中，各种类型的细胞之间通过分泌分子、蛋白质和囊泡等通讯信号发生动态和双向的相互作用。单细胞技术能够揭示肿瘤免疫微环境的异质性，但丢失了有关肿瘤免疫微环境的空间信息，例如细胞位置和细胞间的相互作用。通过结合空间组学技术可以更深入地探究肿瘤免疫微环境。
发表时间：2022.05
期刊名称：Cancer Discovery
影响因子：38.272
本研究通过单细胞测序，对来自31名胃癌患者样本（跨越临床分期和组织学亚型）进行分析，鉴定了34种不同的细胞谱系状态，生成了全面的胃癌单细胞图谱。其中弥漫型肿瘤中浆细胞比例的增加，阶段性地增加了癌症相关的成纤维细胞亚群，其标志是INHBA和FAP的高表达。通过DSP空间转录组学、bulk RNA测序队列中的正交验证以及体外和体内模型的功能实验，对单细胞结果进行了补充和验证。总之，本研究结果提供了一个跨不同胃癌亚型的患者内和患者间谱系状态的高分辨率分子资源，为揭示胃肿瘤生态中细胞状态失调的潜在机制奠定了基础。
研究思路
参考文献：
（1）Song X, Xiong A, Wu F, et al. Spatial multi-omics revealed the impact of tumor ecosystem heterogeneity on immunotherapy efficacy in patients with advanced non-small cell lung cancer treated with bispecific antibody. J Immunother Cancer. 2023;11(2):e006234. doi:10.1136/jitc-2022-006234
（2）Liu X, Zhao S, Wang K, et al. Spatial transcriptomics analysis of esophageal squamous precancerous lesions and their progression to esophageal cancer. Nat Commun. 2023;14(1):4779. Published 2023 Aug 8. doi:10.1038/s41467-023-40343-5
（3）Kumar V, Ramnarayanan K, Sundar R, et al. Single-Cell Atlas of Lineage States, Tumor Microenvironment, and Subtype-Specific Expression Programs in Gastric Cancer. Cancer Discov. 2022;12(3):670-691. doi:10.1158/2159-8290.CD-21-0683
