学术动态 | 空间转录组学数据分析方法及其在皮肤病研究中的应用案例（下）
1 空间转录组学在皮肤科研究中的应用
案例一
在黑色素瘤研究方面，ST（特别是ISC）被用于研究III期皮肤黑色素瘤淋巴结转移的空间异质性。研究从四例患者的淋巴结活检中获得了2200个空间转录组，并使用PCA和因子分析来显示患者之间空间表达模式的显著肿瘤间异质性。在一个单独的活检组织中，研究观察到不同的表达谱重叠区域，这些区域要么靠近肿瘤细胞，要么远离肿瘤细胞，这表明肿瘤细胞可能对免疫成分产生影响（图1）。此外，这是ISC技术首次应用于皮肤病。
图1 黑色素瘤淋巴结活检的ISC。左：H&E染色，病理注释和聚集。淋巴组织有两个亚群。右图：选择的高表达和可变基因的空间热图。
案例二
另一组利用ST解剖皮肤鳞状细胞癌（cSCC）的肿瘤微环境。他们将ST（ISC，包括Visium）和scRNA-seq结合在一组常见的患者肿瘤样本上，以确定cSCC肿瘤和间质细胞群及其所处的空间壁龛（图2）。研究进一步绘制了可能在肿瘤前沿运作的配体-受体网络。这种多模式方法发现了一个肿瘤特异性角质形成细胞（TSK）群体，以异质性的方式定位在肿瘤的前沿，周围环绕着一个纤维血管生态位，并确定了最有可能参与TSK、癌症相关成纤维细胞和内皮细胞之间串扰的配体-受体对。scRNA-seq数据与ISC数据的整合对于确定特定配体-受体对的优先级至关重要，其中一些通过体内CRISPR筛查进一步进行功能评估，该筛查确定了TSK和其他肿瘤亚群中富集的致瘤基因。
图2 左：SCC中ISC斑点的H&E染色和聚集。右图：根据每个聚类的scRNA-seq数据（sc TSK分数）得出的单个spot的TSK分数的小提琴图。每个样本中的一个空间聚类显示了最高的sc TSK分数（虚线框），突出显示了该亚群体所占据的区域。
案例三
ST最近也被用来了解与麻风病相关的免疫反应。麻风的组织学特征是肉芽肿、髓样细胞和淋巴细胞的组织结构包围并杀死致病的麻风分枝杆菌病原体，并穿越临床从局限性（结核样麻风病，T-lep）到播散性（麻风病性麻风病，L-lep）疾病的范围。最近的一项研究检查了从L-lep、T-lep和逆转反应（RRs）中获得的患者样本，在此期间，患者通过化疗或自发地从L-lep转变为类似T-lep的病变（图3）。利用scRNA-seq和Visium，研究发现至少有两个巨噬细胞亚群占据了RR肉芽肿的中心区域，被外套膜周围的T细胞和树突状细胞包围。多种细胞类型似乎有助于RR的抗菌反应，其由淋巴细胞（T辅助型17（TH17）和细胞毒性T细胞）和树突状细胞（包括朗格汉斯细胞）分别产生的IFN-g和IL-1b驱动。因此，ISC能够重建麻风病肉芽肿内部结构的空间精确地图，从而能够更深入地分析与这种特定皮肤病相关的免疫反应的影响因素。
图3 麻风肉芽肿结构与抗菌生态系统。上图：T-lep活检的H&E染色；下图：细胞类型组成图显示肉芽肿中心的MLs，而TCs和FBs位于周围。
案例四
总结
参考文献：
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