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          空間多組學思路分享(二):解析疾病誘導實質細胞表型改變的分子機制

          瀏覽次數:267 發布日期:2025-10-21  來源:本站 僅供參考,謝絕轉載,否則責任自負

          疾病進程中實質細胞表型的病理改變是疾病機制研究的核心挑戰,而空間多組學技術正為解析這一過程提供全新的視角。本文分享的系統性研究思路,通過整合病理學分析、單細胞測序與CosMx空間分子成像(SMI)技術,構建了從組織形態到分子通路的完整研究框架,精準揭示疾病誘導實質細胞表型改變的分子機制。

          一、研究思路

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          二. 研究思路詳解

          1、為了解析疾病誘導實質細胞表型發生了怎樣的改變,首先對疾病組織進行病理分析,鑒定組織結構和形態的變化特征,并將顯著發生病理變化的組織區域標記。接下來,對疾病組織和正常對照組織進行單細胞轉錄組測序,對帶有標記區域的疾病組織切片和正常對照組織切片進行CosMx SMI空間轉錄組檢測,整合兩部分數據獲得空間單細胞轉錄組圖譜。

          圖片圖1 空間單細胞轉錄組注釋結果示例

          2、對疾病組織和正常組織的實質細胞轉錄組進行差異分析,鑒定發生顯著變化且與疾病發展相關的信號通路。同時結合先驗知識篩選發生顯著功能/表型改變的細胞類型,這種細胞類型可能是誘導實質細胞發生表型變化的關鍵上游細胞類型。
           

          圖片圖2 疾病組織vs正常組織實質細胞及候選上游細胞差異分析結果示例

          3、將疾病組與正常組的候選上游細胞與正常組的實質細胞進行共培養,或培育成類器官,結合單細胞轉錄組測序技術確認疾病組的候選上游細胞類型是否能誘導實質細胞表型發生病理改變。

          4、使用互作分析從候選上游細胞類型和實質細胞中篩選重要互作關系對基因,并用基因翻譯的蛋白質處理實質細胞,或阻斷掉該蛋白,從而驗證該互作關系對基因是介導實質細胞表型改變的關鍵靶點。
           
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          圖3 空間細胞互作分析及驗證實驗結果示例

          5、整合上述分析結果,并使用qPCR、WB、免疫熒光染色實驗等技術進行驗證,發現疾病誘導組織中實質細胞表型改變的分子機制。

          三、案例分享
           

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          研究SARS-CoV-2感染后巨噬細胞介導的肺細胞衰老的人免疫肺類器官模型
          期刊:Advanced Science
          影響因子:14.1 
          發表時間:2025.07

          人類呼吸系統是COVID-19的主要攻擊目標及疾病進展的核心場所,闡明免疫細胞介導肺損傷的分子機制,對理解疾病進展及發現潛在治療靶點具有關鍵意義。本研究通過整合空間轉錄組學(CosMx SMI空間轉錄組)與單細胞多組學技術,發現COVID-19離體樣本中存在促炎型巨噬細胞的激活現象。構建功能性免疫-肺類器官模型進行動態驗證,發現促炎型巨噬細胞通過THBS1–(ITGA3+ITGB1)信號軸誘導肺細胞衰老。本研究不僅建立了生理學相關的免疫-肺類器官模型用于模擬巨噬細胞介導的組織損傷,同時揭示了THBS1–(ITGA3+ITGB1)通路在感染性疾病中驅動肺細胞衰老這一此前未被認知的作用。

          參考文獻
          Han, Yuling et al. “A Human Immuno-Lung Organoid Model to Study Macrophage-Mediated Lung Cell Senescence Upon SARS-CoV-2 Infection.” Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany), e03932. 25 Jul. 2025.
          發布者:上海生物芯片有限公司
          聯系電話:400-100-2131
          E-mail:marketing@shbiochip.com

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