芯空一号快讯 |《Nature Genetics》正式收录！ Visium HD揭示结直肠癌TME免疫亚群全景

近日，10x Genomics公司Sarah E. B. Taylor实验室在《Nature Genetics》（IF：31.7）发表了一篇题为 “High-definition spatial transcriptomic profiling of immune cell populations in colorectal cancer” 的文章。该研究对来自5位结直肠癌患者的FFPE样本（含癌组织和邻近正常组织）进行了系统性空间转录组测序，辅以Visium v2对比实验、Chromium单细胞参考图谱建立、Xenium原位验证，全面展现了Visium HD的性能和解析深度，证实了高分辨率空间转录组技术在解析肿瘤异质性中的重要价值。

visium HD分析CRC和NAT样品

01、Visium HD技术突破

Visium HD技术在6.5×6.5毫米的捕获区域内集成了约1100万个连续排列的2微米条形码特征，相比传统Visium v2技术基于55微米圆形探针的布局，实现了分辨率提升27倍的跃升。在检测灵敏度方面，Visium HD保持了与v2平台相当的性能（转录组表达水平相关性 R²=0.82），且在去除非特异性探针信号后，相关性进一步提升至 R²=0.92。

借助于CytAssist控制的探针释放与转移机制，Visium HD显著减少了mRNA横向扩散，非特异性结合率从4.13% 降至0.70%。空间精度验证显示，约98.3%–99%的信号精确定位于组织结构内，支持其在FFPE样本中实现接近单细胞分辨率的空间基因表达测量能力。

Visium HD载玻片的结构与性能

02、文章主要结论

1.高分辨率解析揭示空间异质性的巨噬细胞亚群及功能差异

研究通过构建围绕肿瘤区50 µm范围的空间邻域，深入描绘了肿瘤浸润区域的细胞组成。在多个样本中，肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）与巨噬细胞是该区域的主要细胞类型。Visium HD数据识别出两种主要的肿瘤边缘巨噬细胞亚群，分别为SELENOP+与SPP1+型。两者分别富集于不同的空间区域，并在功能富集分析中呈现出不同的免疫及代谢信号通路偏好，提示其可能通过互补但独立的促瘤机制参与肿瘤微环境调控。这一空间异质性揭示为肿瘤-免疫互作研究提供了关键线索。

每个CRC部分中肿瘤周围的细胞组成

2.Goblet细胞亚群可能呈现肿瘤转化趋势

在靠近SELENOP⁺巨噬细胞聚集区域，研究识别出一类表达REG1A/REG1B的杯状细胞亚群。其转录特征介于典型Goblet细胞与肿瘤细胞之间，呈现出向肿瘤表型转化的过渡状态。这一发现提示其可能是肿瘤发生早期的过渡型细胞群体，为研究上皮肿瘤化的起始机制提供了新线索。

TME中两个巨噬细胞亚群的鉴定和定位

3.高分辨率空间定位克隆扩增的抗肿瘤T细胞

结合Visium HD的2 µm原始分辨率数据、核分割算法与Xenium原位验证平台，研究团队成功定位并验证了一群克隆扩增的CD8⁺ T细胞。这些T细胞主要富集于肿瘤边缘表达CXCL9、CXCL10、CXCL11的免疫激活区域，并与STAB1⁺巨噬细胞和内皮细胞共定位，构成具有抗肿瘤潜力的免疫微环境热点。该发现强调了Visium HD在空间解析免疫应答微环境中的独特优势。

原始数据与核分割算法揭示T细胞在TME中的空间定位

03、小结与展望

本研究基于10x Genomics最新Visium HD平台，在FFPE组织中实现了前所未有的空间转录组分辨率，系统揭示了结直肠癌肿瘤微环境中免疫细胞的空间异质性与功能互作，尤其是在肿瘤边缘区域识别出具有促瘤与抗瘤潜力的免疫亚群。这不仅为我们理解TME的动态演化提供了关键线索，也为免疫治疗靶点的空间定位与早期筛查标志物的挖掘提供了全新思路。

随着空间转录组技术从“宏观可视”迈入“单细胞高清”的时代，Visium HD无疑为临床样本研究、转化医学探索乃至AI辅助诊断奠定了坚实基础。未来，结合更大规模的样本分析与算法进步，空间组学将在肿瘤研究和精准医疗中扮演愈发重要的角色。