空間轉錄組測序技術在腫瘤研究進展的應用
在各類疾病研究領域，腫瘤研究是空間轉錄組測序技術運用最早的方向。據不完全統計，目前在前列腺癌[1]，黑色素瘤[2]，乳腺癌[3]，胰腺導管癌[4]，皮膚鱗狀癌[5]領域有文獻發表。這些研究從實驗設計到數據分析，為我們提供了非常好的學習素材。特別是2020年1月份發表的胰腺導管癌研究和2020年6月份發表的皮膚鱗狀癌研究，是非常值得我們去細細品味。
我們首先來看一下第一篇文章的實驗設計：
這篇研究通過空間轉錄組和單細胞轉錄組測序，繪制腫瘤組織精確細胞組成。為了注釋不同組織區域的精確組成，該研究引入了一種用于多峰相交分析的方法，發現導管細胞，巨噬細胞，樹突狀細胞和癌細胞的亞群具有空間受限的富集，以及與其他細胞類型的獨特共富集。此外，研究發現表達壓力反應基因模塊的炎癥成纖維細胞和癌細胞的共定位。
同樣，我們再來看一下第二篇文章的實驗設計：
這篇研究通過單細胞轉錄組測序，空間轉錄組，多重離子束成像技術對cSCC的細胞組成和結構進行了深入研究。該研究發現了一類腫瘤特異性角質形成細胞（TSK）群體，是細胞間通訊的樞紐。同時，該研究發現了潛在的免疫抑制特征。最后，利用移植模型和體內CRISPR篩選確定了特定的腫瘤亞群富集基因網絡在腫瘤發生中的重要作用。
這兩篇是今年以來發表的最新，檔次最高的腫瘤領域的空間研究報道。從這兩篇研究中，我們可以看到以下幾個關于腫瘤空間研究的重要問題：
1.樣本選擇
都以腫瘤組織作為空間研究的對象（空間測序可以不用正常組織對照）。通過空間轉錄組測序，可以詳細分析腫瘤組織的空間細胞組成，腫瘤細胞特征，腫瘤免疫微環境特征，以及腫瘤與微環境的潛在互作關系。
2.樣本量選擇
這兩篇研究利用的腫瘤組織樣本病人分別是2例和6例，在第二篇研究中，每個區域還選取了2-3片連續切片作為生物學重復進行實驗。
3.技術平臺選擇
這兩篇研究在空間轉錄組測序的同時，分別都選擇了常規單細胞轉錄組測序作為補充。這兩種技術的聯合可以對腫瘤組織中的細胞類型進行最大精確化定義，也更能為后續的數據結果可靠性提供基礎。
4.后續驗證選擇
空間轉錄組測序作為一種高通量測序工具，在高分研究中，肯定需要后續的驗證工作。最常見的驗證是拿腫瘤組織進行IHC，原位雜交，免疫組化等。而像第二篇研究用到了高通量的MIBI蛋白表達技術，后期有結合CRISPR技術進行功能篩選研究，都是非常值得借鑒。
參考 · 文獻
1.Berglund E, Maaskola J, Schultz N, et al. Spatial maps of prostate cancer transcriptomes reveal an unexplored landscape of heterogeneity. Nat Commun, 2018, 9(1): 2419.
2. Thrane K, Eriksson H, Maaskola J, et al. Spatially Resolved Transcriptomics Enables Dissection of Genetic Heterogeneity in Stage III Cutaneous Malignant Melanoma. Cancer Res, 2018, 78(20): 5970-79.
3.Yoosuf N, Navarro J F, Salmen F, et al. Identification and transfer of spatial transcriptomics signatures for cancer diagnosis. Breast Cancer Res, 2020, 22(1): 6.
4. Moncada R, Barkley D, Wagner F, et al. Integrating microarray-based spatial transcriptomics and single-cell RNA-seq reveals tissue architecture in pancreatic ductal adenocarcinomas. Nat Biotechnol, 2020, 38(3): 333-42.
5.Ji A L, Rubin A J, Thrane K, et al. Multimodal Analysis of Composition and Spatial Architecture in Human Squamous Cell Carcinoma. Cell, 2020, 182: 1-18.
