成年男性和女性体内平均约有 36 万亿和 28 万亿个细胞。不同细胞之间是如何协同发挥功能，维持生物体的正常状态？细胞间的互动、通讯以及它们各自的状态，又是如何被精确调控的？空间多组学技术以其单细胞乃至亚细胞级别的分辨率，为生物学领域带来了革命性的突破，正逐步回答上述难题。
2022 年，Nature 将空间多组学技术列为年度七大突破性技术之一。2023 年，Science 发文阐述了如何利用高分辨率的空间多组学绘制组织中每个细胞的分子组成，并在同一实验中解析数百个 marker 蛋白和数百万个细胞。值得注意的是，2023 年国家自然基金项目关于「空间多组学」的立项数仅有 7 项，资助金额却高达近 400 万，足以见其高精尖程度。近两年，中国科学家团队在空间生物学领域开展了大量深入研究，不断有重要成果发表在国际知名学术期刊，影响因子纷纷破 20，成为全球开展超多靶标单细胞空间原位分析研究的创新领导力量！
而 2024，与空间组学技术相关的 CNS 论文已超过 500 篇！可谓是「井喷式」成果。
为了进一步促进我国空间生物学领域不断创新突破，加速科研成果向实际应用的转化。NanoString 将于 2024 年 9 月 26 日举办「2024 NanoString 中国空间多组学创新论坛（线上）」，本次论坛邀请国内外多领域专家学者和多位高分 SCI 一作，分享他们利用空间多组学技术开展的前沿应用和最新研究成果。其中，多位中国科学家的空间生物学成果在今年发表于 Nature Cancer、Cell Discovery、Gut、Advanced Science 等知名学术期刊，影响因子累计 100+。
近一两年，空间生物学技术已经能够在单细胞甚至亚细胞分辨率在组织空间原位检测大量蛋白质以及转录组的空间定位、定量表达。不仅可以帮助研究人员绘制更加精细的单细胞空间图谱，展示细胞邻域和组织微环境，同时还支持细胞配受体检测，在真实的组织空间背景下实现对细胞间相互作用、细胞通讯和细胞状态的深入探索。
本次论坛汇集国内多位顶刊一作，分享前沿进展与成果。
GeoMx 空间多组学技术多领域应用进展及成果发现：如何运用多组学联合，达到一个样本同时测量不同参数（如 DNA、RNA 和蛋白质）的目标；
CosMx 单细胞空间原位分子成像技术前沿项目案例：如何通过获得的多组学数据整合分析，提高研究的精确性和效率，为疾病诊断和治疗提供全新的视角；
NanoString 空间生物学方案最新研发进展及未来展望：如何从单细胞到组织层面多维度构建完整的分析图谱，对癌症、免疫学、神经病学和其他关键疾病领域获得前所未有的见解；
Cellscape 高通量超灵敏单细胞空间蛋白检测方案介绍：如何结合高通量的单细胞分离技术、超灵敏的蛋白质检测方法以及空间分辨率高的成像技术，实现对单个细胞内蛋白质的精确分析和定量；
空间生物学分析实例介绍：如何利用空间多组学技术轻松拿捏 IF20+ 的顶刊。
以下是本次论坛多位讲者在今年发表的空间生物学成果（Nature Cancer、Cell Discovery、Gut、Advanced Science）的摘要解读，报名直播可以下载原文。
1、Nature Cancer｜中国科学家团队率先利用 CosMx 单细胞空间多组学技术揭示「癌-胚」重编程对肝细胞癌复发和免疫治疗响应的影响
2024 年 1 月，上海市免疫学研究所科学家团队联合澳大利亚科廷大学及新加坡国家癌症中心科学家团队在 Nature Cancer 杂志在线发表题为「Presence of onco-fetal neighborhoods in hepatocellular carcinoma is associated with relapse and response to immunotherapy」的研究论文。该研究利用了包括 CosMx 单细胞空间原位分子成像技术在内的多种前沿工具，对获得的多组学数据整合分析，系统揭示了「癌-胚」重编程过程在肝细胞癌复发及抵抗免疫治疗过程中的重要作用，为研究肝癌复发及其免疫逃逸机制提供了全新的视角。
图 1 研究流程图
2、GUT｜王红阳院士、文文教授团队应用单细胞 + GeoMx DSP 空间组学揭示胆囊癌免疫生态及 Olfactomedin 4 机制
2024 年 8 月，海军军医大学第三附属医院王红阳院士和文文教授团队在著名期刊 Gut 杂志在线发表题为「Comprehensive single-cell analysis deciphered microenvironmental dynamics and immune regulator olfactomedin 4 in pathogenesis of gallbladder cancer」的重要成果。该研究综合利用了该研究通过全基因组测序（WGS）、单细胞测序（scRNA-seq）和 GeoMx® DSP 数字空间图谱技术描绘了不同胆囊疾病免疫微环境特征，强调了不同亚型胆囊癌的异质性和分子特征。其中，研究人员利用 GeoMx DSP 空间组学技术揭示了 OLFM4+ GBC 中 TAM 相互作用增强和 PD-(L)-1 信号传导增强，进而阐明了 Olfactomedin 4 在胆囊癌发病机制中的潜在作用。
3、Adv Sci｜中国医科院肿瘤医院和温州医科大学研究团队利用 GeoMx DSP 空间转录组阐释小细胞肺癌肿瘤异质性
2024 年 8 月，中国医学科学院肿瘤医院杨琳/刘雨桃和温州医科大学周猛团队在 Adv Sci 杂志在线发表题为「Spatial Transcriptome-Wide Profiling of Small Cell Lung Cancer Reveals Intra-Tumoral Molecular and Subtype Heterogeneity」的重要成果。该研究使用了 GeoMx 数字空间分析技术对 SCLC 患者进行了空间全转录组表达谱检测分析，全面解析了肿瘤微环境（TME）中的生物学机制，这对于理解 SCLC 的复杂生态系统至关重要。具体而言，该研究在组织病理学水平上深入了解了肿瘤内部异质性（ITH）及其分子特征，并将肿瘤内部表型异质性与患者的存活率和治疗反应联系起来。此外，研究人员还识别了一个基于肿瘤内部异质性水平的基因评分指数（ITHtyper），该评分指数能够从基于 RNA 测序数据中对患者进行风险分层。这些发现有望改善肿瘤的重新分类，并为未来的治疗策略提供了新的方向。
4、Cell Discovery｜中国科学家团队利用 GeoMx 空间蛋白质组分析和空间全转录组分析揭示了与小细胞肺癌神经内分泌特征相关的免疫浸润异质性
2024 年 9 月，浙江省肿瘤医院和中国科学院华南肿瘤国家重点实验室联合科学家团队在 Cell Discovery杂志在线发表题为「Single-cell and spatial proteo-transcriptomic profiling reveals immune infiltration heterogeneity associated with neuroendocrine features in small cell lung cancer」的重要成果。研究团队通过结合单细胞 RNA 测序和 GeoMx 数字空间分析技术，对 44 例治疗前的局限期 SCLC 肿瘤组织微阵列（TMA）进行了超高多重的 GeoMx 空间蛋白分析（60 个蛋白质）和空间全转录组（18,000+ 基因）分析，描绘了 SCLC 的免疫微环境（TIME）结构，表明肿瘤内明显的异质性是由典型的神经内分泌亚型标记决定的；揭示了肿瘤巢中固有免疫细胞和功能受损 B 细胞的富集，并提升单核细胞/巨噬细胞可能有重要的免疫调节作用。此外，研究人员还鉴定了 RE1 沉默因子（REST）作为 SCLC 的一个潜在生物标志物，与低神经内分泌特征、更活跃的抗肿瘤免疫和更长的生存期相关。为 SCLC 肿瘤微环境中免疫细胞浸润模式提供了新的见解，有助于未来针对 SCLC 的新型免疫治疗策略的开发。
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内容策划：潘成
内容审核：朱卿
题图来源：NanoString
