芯空一号快讯 | 空间转录组学助力揭示胶质母细胞瘤的空间组织结构及预后关联

文章题目：A spatially resolved human glioblastoma atlas reveals distinct cellular and molecular patterns of anatomical niches
期刊名称：Nature communications
影响因子：15.7
DOI：10.1038/s41467-026-69716-2

研究背景

胶质母细胞瘤（glioblastoma, GBM）是最常见且侵袭性强的原发性脑肿瘤之一，患者总体预后较差。尽管近年来单细胞测序技术推动了对肿瘤细胞异质性的认识，但传统分析多侧重于细胞类型组成，尚难以全面揭示不同细胞在组织中的空间组织方式及其对肿瘤行为的影响。已有研究提示，肿瘤微环境（tumor microenvironment, TME）中的细胞不仅在组成上存在差异，其空间分布同样可能参与调控肿瘤进展。

因此，从空间维度系统解析GBM内部不同区域的细胞构成及其相互作用，对于理解其恶性演进机制至关重要。本研究通过空间多组学整合分析构建GBM空间图谱，并重点解析不同解剖结构区域（anatomical niches）中的细胞组成及其潜在临床关联。

实验设计与技术手段

研究纳入了多名GBM患者的组织样本，构建多个研究队列，并通过“单细胞参考—空间图谱构建—原位高分辨验证”的策略开展多组学整合分析。

研究首先利用10x Visium技术，对来自17例患者的32张组织切片（涵盖FF和FFPE）进行空间转录组测序，共获取115,914个高质量空间位点（spots）数据，从而系统刻画各类空间生态位的转录特征。

同时，研究结合亚细胞分辨率空间转录组技术对关键区域进行补充验证，并整合单细胞多组学数据构建参考图谱，用于空间数据的细胞类型注释及状态解析。

主要发现

1.GBM的空间生态位及组织结构特征

10x Visium空间转录组分析显示，胶质母细胞瘤并非由细胞随机混合构成，而是在组织中形成多个具有特定特征的解剖空间区域。不同区域在细胞组成及分子特征上存在显著差异，例如肿瘤核心区域富含肿瘤细胞并伴随缺氧特征，而肿瘤边缘区域则包含更多正常脑组织成分。免疫细胞的分布亦呈现明显空间差异，提示肿瘤微环境具有空间依赖的组织模式。

GBM的空间生态位结构

2.IGN和IFN的空间生态位

在已知解剖结构基础上，研究进一步识别出若干具有特定细胞组合特征的空间生态位。其中，免疫-胶质生态位（IGN）表现为免疫细胞、胶质细胞及肿瘤细胞的共同富集，而免疫-纤维化生态位（IFN）则表现为成纤维细胞与免疫细胞的共存特征。上述空间生态位在细胞组成上具有差异性，提示不同空间结构可能对应不同的微环境状态。

IGN及IFN生态位

3.Oligo_2_3_2与肿瘤及免疫细胞的空间共定位

多组学整合分析鉴定出一类特定的少突胶质细胞亚群（Oligo_2_3_2），该亚群具有免疫相关特征（高表达SERPINA3、HLA-A等），且不表现出典型的髓鞘形成功能（OPALIN表达下调）。在空间层面，该细胞群主要分布于肿瘤核心及血管相关区域，并与间充质样肿瘤细胞及巨噬细胞呈现共定位关系。不同少突胶质细胞亚群在空间邻域上的差异提示其可能处于不同的功能状态。