空间转录组（Spatial Transcriptomics）是一种新兴的高通量基因组学技术，它允许我们在组织切片中同时获取基因表达信息和细胞的空间位置信息。其可以帮助我们更好地理解细胞在组织中的空间分布和相互作用，揭示组织发育、器官功能和疾病进程中的细胞异质性和空间异质性。此外，空间转录组还可以为精准医学、个体化治疗和药物研发提供重要的信息，帮助我们理解药物在组织内的作用机制以及治疗效果的影响因素。目前空间转录组成为了众多高分文章青睐的对象，那么文章里面都是以什么角度或者什么方式来对其进行解析呢？今天小编就给大家展示一下，现有文献中空间转录组常见的几大分析内容，希望能够帮助各位老师在空间转录组的研究中取得突破。做空间转录组相关项目，必不可少的第一步就是精准的分群及其注释。目前针对于空间转录组注释，主要分为2大类：1）利用已知的marker基因，结合已知的解剖图谱进行注释；2）利用scRNA-seq的注释，结合去卷积/映射。前期我们公众号也提到了如何利用scRNA-seq对ST进行注释（详见【干货！如何利用scRNA-seq数据对空间转录组进行注释】）。文章中具体展现形式主要有UMAP图、细胞空间分布图、marker基因表达热图等。
Spatiotemporal mapping of gene expression landscapes and developmental trajectories during zebrafish embryogenesis- Stereo-seq+scRNA-seq(DNBelab C4)
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斑马鱼胚胎切面的空间图谱及marker基因展示
Spatially resolved transcriptomic profiling of placental development in dairy cow 细胞比例的变化往往暗含着细胞内部的调控改变，如细胞分化、免疫浸润等。通过挖掘不同样本间细胞比例变化，有助于揭示空间不同层级细胞的变化轨迹。
A spatiotemporal transcriptomic atlas of mouse placentationStereo-seq
- 注释方式：marker基因（利用scRNA-seq注释进行验证）
小鼠胎盘迷宫区及子宫交接带不同时期各细胞比例的变化A spatiotemporal atlas of mouse liver homeostasis and regeneration循环肝细胞（上），LSEC（中）和免疫细胞（下）的百分比 当有差异分组，想要分析引起特定细胞群体表达差异的关键基因或转录因子时，空间转录组与scRNA-seq单细胞转录组一样，DEG分析与转录因子预测和网络图构建仍然是高效的分析手段。Spatiotemporal mapping of gene expression landscapes and developmental trajectories during zebrafish embryogenesisSingle-cell spatial transcriptomic and translatomic profiling of dopaminergic neurons in health, aging,and disease 拟时序分析和RNA速率分析基于真实的RNA转录动力学，在scRNA-seq中，是针对于胚胎发育等方向非常重要的一个分析内容，用来推算细胞的分化走向。同理可以运用到空间转录组中，并且通过对应细胞类型在空间上的定位来推断组织发育特征。A spatiotemporal transcriptomic atlas of mouse placentationStereo-seq
- 注释方式：marker基因（利用scRNA-seq注释进行验证）
Region-specific transcriptomic responses to obesity and diabetes in macaque hypothalamus拟时序分析探究具体细胞类型在不同样本间的响应时间差细胞间通讯是生命体内各种生物过程的重要基础，其通过不同的方式和机制使细胞能够相互交流，从而协调生理活动、维持稳态和应对外部环境的变化。在scRNA-seq中也是常见的分析内容，用于研究免疫浸润、疾病响应等。但细胞通讯通常会有直接接触型通讯、化学信号传递、电信号传递等多种方式；通过结合空间转录组的定位，能加深对细胞间通讯关系的机制研究。Region-specific transcriptomic responses to obesity and diabetes in macaque hypothalamusStomach encyclopedia: Combined single-cell and spatial transcriptomics reveal cell diversity and homeostatic regulation of human stomach10x scRNA-seq+ST-seq
- 注释方式：annotated manually by histopathologists.
Cellchat分析正常胃和IM粘膜边界的细胞通讯以及关键蛋白-IHC鉴定不难看出，常见的空间转录组分析内容其实与scRNA-seq的分析是非常相似的，但依赖于空间转录组的实验特征，这些分析被赋予了独特的空间效果，辅助我们在研究中精准挖掘细胞与空间机制。
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【1】Liu C, Li R, Li Y, Lin X, Zhao K, Liu Q, Wang S, Yang X, Shi X, Ma Y, Pei C, Wang H, Bao W, Hui J, Yang T, Xu Z, Lai T, Berberoglu MA, Sahu SK, Esteban MA, Ma K, Fan G, Li Y, Liu S, Chen A, Xu X, Dong Z, Liu L. Spatiotemporal mapping of gene expression landscapes and developmental trajectories during zebrafish embryogenesis. Dev Cell. 2022 May 23;57(10):1284-1298.e5. doi: 10.1016/j.devcel.2022.04.009. Epub 2022 May 4. PMID: 35512701.【2】Tan GH, Liu SJ, Dou ML, Zhao DF, Zhang A, Li HK, Luo FN, Shi T, Wang HP, Lei JY, Zhang Y, Jiang Y, Zheng Y, Wang F. Spatially resolved transcriptomic profiling of placental development in dairy cow. Zool Res. 2024 May 18;45(3):586-600. doi: 10.24272/j.issn.2095-8137.2023.205. PMID: 38766743; PMCID: PMC11188604.【3】Wu Y, Su K, Zhang Y, Liang L, Wang F, Chen S, Gao L, Zheng Q, Li C, Su Y, Mao Y, Zhu S, Chai C, Lan Q, Zhai M, Jin X, Zhang J, Xu X, Zhang Y, Gao Y, Huang H. A spatiotemporal transcriptomic atlas of mouse placentation. Cell Discov. 2024 Oct 22;10(1):110. doi: 10.1038/s41421-024-00740-6. PMID: 39438452; PMCID: PMC11496649.【4】Xu J, Guo P, Hao S, Shangguan S, Shi Q, Volpe G, Huang K, Zuo J, An J, Yuan Y, Cheng M, Deng Q, Zhang X, Lai G, Nan H, Wu B, Shentu X, Wu L, Wei X, Jiang Y, Huang X, Pan F, Song Y, Li R, Wang Z, Liu C, Liu S, Li Y, Yang T, Xu Z, Du W, Li L, Ahmed T, You K, Dai Z, Li L, Qin B, Li Y, Lai L, Qin D, Chen J, Fan R, Li Y, Hou J, Ott M, Sharma AD, Cantz T, Schambach A, Kristiansen K, Hutchins AP, Göttgens B, Maxwell PH, Hui L, Xu X, Liu L, Chen A, Lai Y, Esteban MA. A spatiotemporal atlas of mouse liver homeostasis and regeneration. Nat Genet. 2024 May;56(5):953-969. doi: 10.1038/s41588-024-01709-7. Epub 2024 Apr 16. PMID: 38627598.【5】Kilfeather P, Khoo JH, Wagner K, Liang H, Caiazza MC, An Y, Zhang X, Chen X, Connor-Robson N, Shang Z, Wade-Martins R. Single-cell spatial transcriptomic and translatomic profiling of dopaminergic neurons in health, aging, and disease. Cell Rep. 2024 Mar 26;43(3):113784. doi: 10.1016/j.celrep.2024.113784. Epub 2024 Feb 21. PMID: 38386560.【6】Lei Y, Liang X, Sun Y, Yao T, Gong H, Chen Z, Gao Y, Wang H, Wang R, Huang Y, Yang T, Yu M, Liu L, Yi CX, Wu QF, Kong X, Xu X, Liu S, Zhang Z, Liu T. Region-specific transcriptomic responses to obesity and diabetes in macaque hypothalamus. Cell Metab. 2024 Feb 6;36(2):438-453.e6. doi: 10.1016/j.cmet.2024.01.003. PMID: 38325338.【7】Tsubosaka A, Komura D, Kakiuchi M, et al. Stomach encyclopedia: Combined single-cell and spatial transcriptomics reveal cell diversity and homeostatic regulation of human stomach[J]. Cell reports, 2023, 42(10).![]()
