2025年才过去几天，百创S系列空间转录组技术迎来开门红！本期我们盘点了6篇2025年应用百创S系列空间技术发表的时空组学文章，这些成果发表期刊有Journal for ImmunoTherapy of Cancer(IF=10.3)、Genome Biology(IF=10.1)、Industrial Crops and Products、BMC Genomics以及预印本系统bioRxiv。研究的物种涉及人、猪、鳜鱼、玉米、芦苇、榛子等，涉及组织部位主要是肾肿瘤、胚胎卵巢、幽门盲肠、雌穗、雄穗、茎芽、胚珠等。接下来，我们一起来看看2025最新的时空组学文章吧！

一、人肾透明细胞癌时空图谱

英文标题：Spatial and single-cell transcriptomics reveal cellular heterogeneity and a novel cancer-promoting Treg cell subset in human clear-cell renal cell carcinoma

发表期刊：Journal for ImmunoTherapy of Cancer

影响因子：10.3

病例样本：肾透明细胞癌患者

测序策略：单细胞转录组、空间转录组（BMKMANU S1000细胞分割）

DOI：10.1136/jitc-2024-010183

发布时间：2025.01.04

百迈客生物为该研究提供了单细胞转录组和百创S1000空间转录组（细胞分割）技术服务。

取样策略：

单细胞&空间转录组(细胞分割)：肾透明细胞癌患者手术切除肾肿瘤组织（n=4，P1-P4）

流式细胞术、组织化学染色：肾透明细胞癌患者PBMC和手术切除肾肿瘤组织（n=15）

① 透明细胞肾细胞癌（ccRCC）是肾细胞癌（RCC）中最常见的组织学类型。然而，免疫抑制细胞的空间和功能异质性以及它们相互作用促进透明细胞肾细胞癌中免疫抑制的机制尚未得到深入研究。

② 在该研究中，研究人员发现了之前未报道过的间质细胞和免疫细胞亚群，并以更高的分辨率绘制了它们的空间位置图。此外，根据六个特征性基因集（包括上皮-间质转化高表达细胞群、转移细胞群和近端小管高表达细胞群）去除了批次效应后，验证了肿瘤细胞群。

③ 重要的是，该研究鉴定出一种特殊的调节性T细胞（Treg）亚群，该亚群具有终末效应Treg细胞的分子特征，但表达多种细胞因子，如白细胞介素（IL）-1β和IL-18。这组Treg细胞具有更强的免疫抑制功能，且与透明细胞肾细胞癌（ccRCC）队列的不良预后相关。它们在肿瘤-正常组织交界处与MRC1+FOLR2+肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）共定位，形成一个正反馈循环，维持协同的致癌作用。此外，研究人员追踪了IL-1β+Treg细胞的起源，并揭示IL-18可通过ERK/NF-κB途径诱导Treg细胞中IL-1β的表达。

图1-肾透明细胞癌（ccRCC）细胞群的整体分析

二、猪早期卵子发生的时空图谱

英文标题：Spatiotemporal dynamics of early oogenesis in pigs

发表期刊：Genome Biology

影响因子：10.1

物种样本：猪

测序策略：单细胞转录组、空间转录组（10x Visium、BMKMANU S1000）

DOI：10.1186/s13059-024-03464-8

发布时间：2025.01.02

百迈客生物为该研究提供了百创S1000空间转录组技术服务。

取样策略：

单细胞转录组：猪E45、E55、E65、E75胚胎卵巢（n=2）

空间转录组：猪E45、E55、E65、E75胚胎卵巢，10x Visium；E65胚胎卵巢，BMKMANU S1000

① 该研究结合单细胞RNA测序(scRNA-seq)和空间转录组学(ST)来理解时空基因表达谱，并探索在猪卵子发生早期卵巢微环境的空间组织。将卵子发生不同阶段的生殖细胞簇投射到空间图谱中，揭示了发育中的猪卵巢中生殖细胞的“皮质-髓质(C-M)”分布。猪和人之间的跨物种分析揭示了在卵子发生过程中生殖细胞的保守的C-M分布模式，突出了猪可以作为人类早期卵子发生过程的理想模型。

② 利用ST进行RNA速度分析，确定了猪卵巢皮质和髓质区颗粒细胞系的分子特征和空间动力学。空间共定位分析和细胞间通讯分析揭示了皮质和髓质区域生殖细胞和体细胞之间独特的细胞-细胞通讯模式。

③ 值得注意的是，卵巢组织的体外培养证实细胞间NOTCH信号传导和细胞外间质(ECM)蛋白在启动减数分裂和卵子形成程序中起关键作用，突出了卵巢微环境对于生殖细胞的命运调控起着重要作用。

图2-基于scRNA-seq数据使用Cell2location的ST的解卷积

图3-利用S1000平台对ZP3在E65阶段的表达丰度进行精细可视化分析

三、榛子胚珠时空图谱

英文标题：Obstacles in sugar transportation lead to blank nut formation in hazel (Corylus heterophylla)

发表期刊：Industrial Crops & Products

影响因子：5.6

物种样本：榛子

测序策略：空间转录组(BMKMANU S1000)

DOI：doi.org/10.1016/j.indcrop.2024.120365

发布时间：2025.01.04

百迈客生物为该研究提供了百创S1000空间转录组技术服务。

取样策略：

百创S1000空间转录组：两个野生型榛子，包括一个大的、发育中的胚珠（WTL）和一个小的、败育胚珠（WTs），以及一个从空壳榛子种质中分离出来的败育胚珠。

① 这篇文章研究了榛子栽培中导致产量损失的空壳果形成的潜在分子机制。向结正常果的野生型榛子和结空壳果的空壳果种质（BNG）植株的叶片中引入13C，并比较了这两种类型植株叶片和果实中的13C丰度。光合作用的13C标记产物被迅速运输到苞片和果实中，胚珠中的δ13C值高于苞片、外壳和薄壁组织。

② 对正常发育和败育胚珠进行空间转录组测序，鉴定出可能与胚珠败育相关的基因。在BNG中，叶片中合成的光合13C产物积累并缓慢向外运输。BNG的外壳、薄壁组织和胚珠中的δ13C值明显低于对照组，仅占对照组的1.3%~18.7%。根据每个Spots点基因表达的相似性，研究人员获得了六个簇，包括476个不同空间区域的独特差异表达基因（DEGs）。在这些DEG簇中，只有cluster3的DEG在碳水化合物代谢和运输相关的生物过程中显著富集，其中蔗糖合酶（SUS，Cor0134990.1）在这些与碳水化合物代谢相关的DEG中表达丰度最高。

③ 根据序列比对结果的相似性，研究人员在拟南芥中鉴定了四个SUS（Cor0134990.1）突变体，它们的种子大小明显小于野生型。除了SUS外，研究人员还鉴定了一些可能调节榛子胚珠发育的重要基因，为揭示空壳榛子的形成机制提供了新见解。

图4-高变基因的选择和Spots聚类

四、全基因组复制在玉米花发育进化中的时空图谱

英文标题：Cross-species single-nucleus analysis reveals the potential role of whole-genome duplication in the evolution of maize flower development

发表期刊：BMC Genomics

影响因子：3.5

物种样本：玉米、高粱

测序策略：单细胞核转录组、空间转录组(BMKMANU S1000)

DOI：10.1186/s12864-024-11186-1

发布时间：2025.01.03

百迈客生物为该研究提供了百创S1000空间转录组技术服务。

取样策略：

单细胞核转录组&空间转录组：玉米雌穗、雄穗、高粱花序组织

① 在该研究中，研究人员为玉米雌穗、雄穗和高粱花序生成了单细胞核和空间RNA-seq数据。通过结合单细胞核和空间转录组数据，研究人员可以追踪单细胞核簇标记基因的空间表达，并将单细胞核簇映射到空间位置上。这种能力为注释单细胞核簇提供了强大的支持。

② 将细胞簇解析的转录组比较与基因组比对相结合，该研究分析表明，玉米雌穗和雄穗花序的多样性与玉米特有的全基因组复制事件相关。以高粱作为外类群，很可能是基因表达谱的丢失导致了雄穗和雌穗之间的花序多样性，从而形成了玉米的单性花结构。此外，雄穗中高表达基因的序列比雌穗中高表达基因的序列更为保守。

图5-基于空间转录组学和标记基因的玉米雌穗和雄穗的细胞聚类与细胞类型鉴定

五、时空图谱揭示了B染色体在驱动植物入侵中的作用

英文标题：Single-cell and spatial transcriptomics uncover the role of B chromosomes in driving plant invasiveness

发表期刊：bioRxiv

物种样本：芦苇

测序策略：单细胞转录组、空间转录组(BMKMANU S3000)

DOI：https://doi.org/10.1101/2024.12.31.630906

发布时间：2025.01.01

百迈客生物为该研究提供了百创S3000空间转录组技术服务。

取样策略：

单细胞转录组：非入侵芦苇组由根状茎再生的新形成的芽组织EU 60、EU 78、EU 620；入侵芦苇组由根状茎再生的新形成的芽组织NAi nt61、NAi nt113、NAi nt191（每组有3个生物学重复）

空间转录组：入侵芦苇组由根状茎再生的新形成的芽组织NAi nt61（n=2，两个重复包埋在一起）

① 入侵植物能严重破坏本土生物多样性，但其成功入侵背后的遗传机制仍不甚明了。迄今为止，仅对少数入侵物种进行了基因组学研究，且尚未应用单细胞水平的研究。

② 该研究探讨了普通芦苇（Phragmites australis）入侵行为的遗传驱动因素，这是一种原产于欧洲、后被引入北美并成为入侵物种的耐寒草类。通过整合全基因组测序、单细胞转录组测序和空间转录组测序技术，研究人员构建了普通芦苇茎系统的综合单细胞图谱。UMAP分析在茎系统中鉴定出19个独特的细胞簇。基因本体（GO）富集分析实现了对关键细胞类型的注释，包括叶肉细胞、表皮细胞、维管束鞘细胞和木质部细胞，以及茎尖分生组织和侧生分生组织、腋生分生组织。RNA速度分析揭示了叶肉细胞的多能性，其中第3簇的叶绿组织细胞被确定为能够分化为各种组织的祖细胞，而第1簇则向通气组织发育。

③ 欧洲种群与北美入侵种群之间的比较分析显示，转录活性和基因表达存在显著差异，尤其是在与茎尖分生组织相关的细胞簇中。入侵种群中B染色体的出现频率更高，且IMPA-3、SSC3和DDE家族核酸内切酶基因在近所有细胞簇中均显著上调，尤其是在叶肉细胞和分生组织区域附近。作为抗性（R）基因主要受体的IMPA-3的快速突变可能增强了北美入侵种群的适应性。这些发现为理解普通芦苇入侵性的细胞发育和基因组多样性提供了关键见解，并为制定生态管理策略提供了宝贵信息。

图6-对普通芦苇芽的组织进行单细胞和空间转录组学研究

六、鳜鱼感染蛙虹彩病毒后幽门盲囊的时空图谱

英文标题：Dissection of the Global Responses of Mandarin Fish Pyloric Caecum to An Acute Ranavirus (MRV) Infection Reveals the Formation of Serositis and Then Ascites

发表期刊：bioRxiv

物种样本：鳜鱼

测序策略：单细胞转录组、空间转录组(BMKMANU S1000)

DOI：https://doi.org/10.1101/2025.01.02.631049

发布时间：2025.01.02

百迈客生物为该研究提供了百创S1000空间转录组技术服务。

取样策略：

单细胞转录组：接种蛙虹彩病毒（MRV）和PBS 5天后的鳜鱼的幽门盲囊组织（n=2）

空间转录组：感染蛙虹彩病毒（MRV）的鳜鱼的幽门盲囊组织

① 鳜鱼蛙病毒（MRV）作为大口黑鲈病毒（LMBV）的一种变体，属于虹彩病毒科蛙病毒属的一个独特成员。急性MRV感染主要影响鳜鱼的一个关键内脏器官——幽门盲囊，并推测这是导致鳜鱼出现严重腹水这一特征性外部临床症状的驱动因素。

② 该研究揭示，急性MRV感染最初靶向鳜鱼幽门盲囊的浆膜层，并迅速发展为以浆膜肥厚、纤维化、充血、水肿和组织粘连为特征的纤维素性浆膜炎。通过单细胞RNA测序，研究人员分析了上皮、免疫和间质细胞群的细胞组成，确定了巨噬细胞、粒细胞以及T细胞和自然杀伤细胞作为急性细胞因子和炎症反应的关键介体显著富集。随后，有力的实验证据表明，MRV攻击特定的T细胞和B细胞免疫细胞亚群以及成纤维细胞、肌成纤维细胞、内皮细胞和周细胞的间质细胞，导致增生性浆膜区的细胞外基质（ECM）形成、胶原生物合成和血管重塑相关基因和途径的上调。此外，宿主来源的V型胶原和MRV编码的胶原均参与肥厚浆膜中ECM的形成。

③ 综上所述，该研究提供了对鳜鱼幽门盲囊对急性MRV感染的全面单细胞分辨率分析，并强调了病毒驱动的浆膜炎是导致鳜鱼严重腹水的根本原因。

图7-受感染幽门盲囊单细胞的空间位置