GeoMx DSP+CosMx聯(lián)合原位解析分子表達(dá)的空間異質(zhì)性

傳統(tǒng)組學(xué)技術(shù)雖能獲得分子信息，卻無法保留組織的空間結(jié)構(gòu)�？臻g組學(xué)讓我們首次能在組織中原位解析分子表達(dá)的空間異質(zhì)性：GeoMx DSP精準(zhǔn)捕獲特定區(qū)域的轉(zhuǎn)錄組特征，幫助鑒定結(jié)構(gòu)特征標(biāo)簽；CosMx SMI將分辨率提升至“單細(xì)胞”水平，描繪每個(gè)細(xì)胞的基因表達(dá)與空間坐標(biāo)。兩項(xiàng)技術(shù)結(jié)合，既見森林（區(qū)域特征），又見樹木（單細(xì)胞細(xì)節(jié)），為破解疾病機(jī)制提供了立體視角。

GeoMx DSP+CosMx聯(lián)合解析空間異質(zhì)性的研究思路

1、GeoMx DSP技術(shù)可在組織切片上精確定位并圈選感興趣區(qū)域，捕捉其基因表達(dá)譜；通過對不同微環(huán)境轉(zhuǎn)錄組或蛋白質(zhì)組的差異解析，提煉各區(qū)域的特征標(biāo)記，鎖定驅(qū)動獨(dú)特表型的關(guān)鍵信號通路，從而揭示空間維度的表達(dá)異質(zhì)性。

2、CosMx SMI技術(shù)讓完整組織切片在單細(xì)胞乃至亞細(xì)胞層面同時(shí)呈現(xiàn)數(shù)千甚至上萬種靶標(biāo)的表達(dá)情況。借助細(xì)胞分割算法，它于原位解析“單個(gè)細(xì)胞”的基因表達(dá)，描繪各類細(xì)胞的空間坐標(biāo)與分布圖景。

3、DSP提供區(qū)域整體表達(dá)畫像，助力發(fā)現(xiàn)特定結(jié)構(gòu)的特征基因集；SMI則在同一區(qū)域內(nèi)給出每個(gè)細(xì)胞的精確位置與表達(dá)模式，便于剖析細(xì)胞間互作。二者聯(lián)用，可依據(jù)DSP鑒定的特征基因集在SMI中劃定結(jié)構(gòu)域，觀察細(xì)胞的偏好性分布；鄰近度分析進(jìn)一步量化目標(biāo)細(xì)胞與其他類型細(xì)胞的空間距離；互作分析揭示微環(huán)境內(nèi)的細(xì)胞通訊網(wǎng)絡(luò)。

4、將篩選出的關(guān)鍵基因或基因集回歸臨床：從公共數(shù)據(jù)庫獲取含預(yù)后信息的bulk轉(zhuǎn)錄組/蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)，借助基因集評分、解卷積與生存分析，評估其表達(dá)水平與免疫細(xì)胞豐度及預(yù)后的關(guān)聯(lián)，從而確認(rèn)該基因/基因集在疾病演進(jìn)中的促進(jìn)或抑制作用，并評估其作為預(yù)后預(yù)測標(biāo)志的潛能。

圖1 研究思路

接下來，結(jié)合一篇文獻(xiàn)來詳細(xì)解讀上述思路的應(yīng)用方法。

文章信息

文章題目：Aggressive B cell lymphomas retain ATR-dependent determinants of T cell exclusion from the germinal center dark zone

中文題目：侵襲性B細(xì)胞淋巴瘤保留依賴ATR的生發(fā)中心暗區(qū)T細(xì)胞排斥決定因素

發(fā)表時(shí)間：2025.07

期刊名稱：The Journal of clinical investigation

影響因子：13.6

技術(shù)平臺：Bruker GeoMx DSP+CosMx SMI

DOI：10.1172/JCI187371

研究結(jié)果

1、借助GeoMx DSP技術(shù)，研究者得以在保留完整組織結(jié)構(gòu)的前提下，對配對的彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤（DLBCL）患者扁桃體生發(fā)中心（GC）暗區(qū)（DZ）與明區(qū)（LZ）進(jìn)行高精度圈選和差異表達(dá)分析，提煉出由370個(gè)差異表達(dá)基因構(gòu)成的暗區(qū)/明區(qū)空間轉(zhuǎn)錄標(biāo)簽（169個(gè)暗區(qū)上調(diào)、201個(gè)明區(qū)上調(diào)）。通路富集顯示，暗區(qū)顯著富集DNA損傷應(yīng)答、細(xì)胞周期推進(jìn)和DNA復(fù)制壓力等程序，而明區(qū)則富集免疫信號通路。

2、使用CosMx SMI對9例人扁桃體GC區(qū)域進(jìn)行原位成像，成功注釋出Treg、Tfh、記憶、CD8⁺效應(yīng)、初始CD8⁺及DN六大T細(xì)胞亞群。用DSP先前獲得的DZ/LZ標(biāo)簽在CosMx數(shù)據(jù)里精準(zhǔn)對應(yīng)暗區(qū)與明區(qū)，完成跨平臺正交驗(yàn)證。分區(qū)結(jié)果顯示，大多數(shù)功能活躍的T細(xì)胞亞群——Treg、Tfh、CD8⁺ T及記憶T細(xì)胞——富集于明區(qū)；初始CD8⁺與DN T細(xì)胞則無區(qū)室偏好。細(xì)胞鄰近度分析發(fā)現(xiàn)，CD8⁺T細(xì)胞與PLK1⁺DZ B細(xì)胞更近，且優(yōu)先定位于DZ-LZ界面

3、依托DSP技術(shù)構(gòu)建的基因集標(biāo)簽在3610例DLBCL隊(duì)列數(shù)據(jù)中顯示，高標(biāo)簽組伴隨全T細(xì)胞亞群（除CD8⁺/γδ外）顯著缺失，并將1078例侵襲性B細(xì)胞淋巴瘤清晰分為暗區(qū)樣、明區(qū)樣與中間型，其中暗區(qū)樣患者總生存明顯縮短。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)瘤內(nèi)標(biāo)簽表達(dá)與CD3⁺ T細(xì)胞密度呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)，從而使該基因集成為可直接衡量免疫排斥、預(yù)測不良預(yù)后的潛在標(biāo)志物。

參考文獻(xiàn) 

Cancila, Valeria et al. “Aggressive B cell lymphomas retain ATR-dependent determinants of T cell exclusion from the germinal center dark zone.” The Journal of clinical investigation vol. 135,18 e187371. 17 Jul. 2025.