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引言
近年来，单细胞转录组测序作为一种在单细胞水平上进行高通量转录组分析的先进技术，给研究者提供了有效分析细胞异质性的能力，克服了传统bulk RNA-seq技术的一些局限。然而，单纯的单细胞转录组技术在准确定位细胞的空间分布上仍有所欠缺。空间转录组技术自2020年被《自然》杂志评为年度技术以来，使得研究者能够在时间和空间维度上更为精准地解析单细胞基因表达模式，探明细胞群的空间布局与生物学特征。本项技术通过将空间条形码寡核苷酸引物固定于载玻片上，再将样本组织置于其上，实现了组织内转录组序列的高效捕获与检测。随着10x Genomics公司推出的Visium技术不断更新，单细胞与空间转录组联合研究应用在遗传学、发育生物学、肿瘤学和免疫学等多个领域日益广泛。
研究目的
本研究旨在通过单细胞与空间转录组结合的方法，在某种肿瘤中实现以下目标：一是构建该肿瘤的整体细胞与空间图谱，探索细胞间的交互机制；二是对比不同时期（如病变期）、不同类型、特殊基因表达，以及原发和转移灶样本之间的差异；三是深入研究肿瘤对不同治疗方案的疗效反应。
样本选择
本研究纳入的样本考虑某特定癌种的特性，包括新鲜、冷冻或石蜡封存的组织样本。组织样本根据原发与转移灶、免疫类型（如浸润型、沙漠型、排斥型）、基因表达状态（阴性/阳性）或病理分型等标准进行分组。此外，根据PD1免疫治疗、靶向治疗或化疗等不同药物治疗，选取治疗前后以及应答和无应答样本进行分析。
研究方法
主要研究方法包括流式细胞术、单细胞组学（scRNA-seq）、空间转录组术（Visium HD）、多重免疫荧光染色（mIF）和探针原位杂交（Xenium）等。在机制验证阶段，则结合细胞水平、动物模型、类器官、网络数据库等应用辅助方法。
分析思路
分析包括构建细胞类型的空间与亚群分布，寻找显著异同细胞亚群，从细胞功能与基因动态变化（如拟时序分析）研究细胞生成与作用机制。通过细胞通讯、ST定位和免疫组化或免疫荧光等方法分析细胞亚群间的交互关系。实验则在细胞、类器官或动物模型水平进行靶点验证和干预治疗。
文献分享
多个案例展示了单细胞与空间转录组技术在肿瘤研究中的具体应用。比如，《细胞》杂志刊登的研究揭示了结直肠癌的细胞异质性，该研究通过流式细胞术、单细胞及空间转录组技术分析揭示了原发及转移性肝肿瘤的细胞分布和机制。另一个研究在癌症研究杂志上报道，通过研究头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）的成纤维细胞亚群，揭示了限制CD8+ T细胞浸润和抗肿瘤活性的机制。而《癌细胞》杂志上的研究则分析了食管鳞状细胞癌中的细胞互作，揭示了上皮细胞与成纤维细胞在癌变过程中的交互机制。
这些研究通过综合应用单细胞与空间转录组技术，为理解肿瘤发生和发展机制提供了更为细致和精准的视角，为未来肿瘤治疗策略的制定开辟了新的路径。
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