破壁微生態研究：CosMx SMI 空間轉錄組重塑宿主-微生物互作認知

瀏覽次數：299　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

微生態（Microecology）是指微生物群落（包括細菌、真菌、病毒等）與其宿主（如人體、動植物）及所處環境（如土壤、水體）之間形成的動態生態系統。這一系統通過物質循環、能量流動和信息傳遞，維持著生態平衡與宿主健康。微生態學作為生態學的微觀分支，主要研究微生物群落的組成、多樣性、功能及其與宿主的互作機制。

醫學是微生態研究的重要方向，其核心意義在于闡明人體微生物群落（尤其是腸道菌群）與宿主健康的動態關系，為疾病預防、診斷和治療提供新視角。微生態失衡已被證實是肥胖、糖尿病、心血管疾病及腫瘤等慢性病的關鍵致病因素，通過干擾免疫調節、代謝途徑及炎癥反應參與疾病進程。微生態干預策略（如菌群移植、微生態制劑）不僅能直接重建菌群平衡以治療頑固性感染和炎癥，還能通過“增效減毒”機制優化放化療及靶向治療的效果，推動醫學模式向“健康管理”轉型。隨著微生態醫學被確立為新興臨床學科，其通過整合多組學技術，正構建標準化診療體系，為精準醫療和全民健康提供核心支撐。

醫學微生態十年文獻數量統計

01 SBC空間微生態轉錄組研究解決方案

SBC將Bruker公司特色空間轉錄組技術CosMx SMI技術應用到微生態研究中，充分利用CosMx SMI技術能自由定制探針的能力，在轉錄組檢測panel中，加入了可與特定微生物基因靶向結合的探針，在檢測宿主空間轉錄組信息的同時，獲得特定微生物的空間分布特征，解析微生物對宿主的影響。

SBC空間微生態轉錄組研究研究路線

在獲得受微生物（病毒、細菌等）感染的組織切片樣品后，可先進行組織影像學檢測確認感染后的病理特征。利用RNAscope技術確定感染程度。之后，使用CosMx SMI空間轉錄組檢測技術解析切片樣品，獲得宿主的基因表達與細胞分布的空間特征，以及微生物的空間分布情況。在整合宿主與微生物的分子信息后，可依照如下思路進行研究：
1.根據宿主細胞內是否有微生物存在，將宿主細胞分為未感染細胞與感染細胞。隨后可將感染與未感染細胞進行差異比較分析，獲得差異表達基因和信號通路，理解感染發生后宿主細胞的表型變化特征。
2.根據微生物在組織中的空間分布信息，鑒定微生物的富集區域（即易感區域），對該空間域內的細胞組成、基因表達和細胞通訊網絡進行詳細解析，一方面可獲得易感區域微環境的分子生物學特征，另一方面可鎖定重要的互作關系對，找到影響疾病發展的關鍵靶點。

02 CosMx SMI技術應用于微生態研究的案例分享

抗逆轉錄病毒治療（ART）單藥方案無法根除HIV（艾滋病病毒）。盡管通過ART實現HIV復制的終身抑制看似可行，但藥物副作用、耐藥性及治療成本等因素，使得尋找"HIV治愈方案"成為必然需求。利用CosMx SMI空間轉錄組檢測技術，對慢性SIVmac239M感染的恒河猴（NHP）的淋巴結FFPE組織切片進行空間分析（宿主轉錄組和病毒RNA）。結果表明，從空間水平可明顯區分活躍感染細胞與未感染的SIV病毒富集區域，精準重建了淋巴結的組織結構和免疫微環境特征，并測量了不同淋巴免疫微環境中SIV感染細胞個體周圍的微環境變化。這些結果揭示病毒區域在其細胞免疫社區背景下的作用，提高了研究者對NHP作為HIV模型系統的理解，為新療法的開發提供了理論基礎。