當人體有了屬于自己的地圖，人類對自身的認知將實現質的飛躍。

對特定細胞定位的全面認知，結合其基因表達特征的精細解析，正在不斷加深我們對生命過程與疾病機制的理解。為此，約 100 名科學家聯合發起了「人類細胞圖譜（HCA）計劃」，涵蓋自胚胎發育至成人衰老過程中所有細胞類型與特征，旨在繪制人體約 37.2 萬億個細胞空間分布、基因表達及相互作用的生命全息圖。

與此同時，康奈爾醫學院聯合布魯克團隊開啟的「人體解剖學空間圖譜（SAHA）」項目，則計劃構建 30 個主要器官的單細胞級空間圖譜。與 HCA 強調建立細胞類型「字典」不同，SAHA 項目進一步拓展至「空間語境」，揭示器官內部細胞群的空間排列特征與動態變化。該項目的最新成果發表在Cancer Cell，研究團隊利用 CosMx 單細胞空間原位分子成像技術，對 1,360 例胰腺導管腺癌（PDAC）患者樣本進行了系統分析，繪制了 PDAC 的單細胞空間圖譜，為癌癥發生機制研究、精準治療策略制定及預后評估奠定了堅實基礎 [1]。

單細胞測序和空間組學技術是這些項目研究的中堅力量，尤其單細胞空間原位成像技術，同步檢測細胞中基因表達和空間信息，有助于實現從二維到三維的細胞圖譜重建。那么，如何利用空間組學技術探究健康和疾病狀態下的分子差異？空間多組學技術聯用，如何整合轉錄組 / 蛋白組數據尋找關鍵靶點？在腫瘤等疾病研究中的熱點和難點有哪些？

為助力科研工作者更好地應用空間組學技術、突破研究邊界，布魯克空間生物學將于6 月 24 日開啟「Galaxy Spatial Tour 空間探索之旅」全球巡演的中國學術專場！

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本次論壇特別邀請中國科技大學孫成教授、蘇州大學馮宇教授和布魯克首席科學官 Joseph M.Beechem等國內外知名學者，圍繞空間生物學領域的研究熱點和難點、空間多組學技術優勢、疾病機制解析和治療應用等，分享他們利用空間多組學技術開展的前沿應用和最新研究成果，總結研究心得和未來熱點展望。其中，多位中國科學家的空間生物學成果在今年發表于

Cancer Cell

Nature Genetics

Clin Transl Med.

Journal of advanced research

會議主要內容

1

CosMx 單細胞空間全轉錄組解決方案（WTX）研究進展與應用：如何通過單細胞空間全轉錄組，深入解析生物學功能解析，開展從組織微環境到分子機制的系統性研究，推動基礎研究與疾病機制探索全面發展。

2

GeoMx 空間全轉錄組聯合蛋白多組學研究：如何借助 GeoMx WTA 聯合 GeoMx 1000-plex 超多重空間蛋白質組共檢技術，在同一樣本中實現 RNA 與蛋白的空間聯合檢測，通過多維數據整合，揭示疾病發生發展的復雜機制，助力新靶點發現。

3

CellScape 超分辨單細胞空間蛋白質成像技術與應用：如何利用靈活開放的 CellScape 技術，實現高分辨率單細胞空間蛋白質成像，助力蛋白驗證與個性化實驗設計，為精準蛋白質研究提供全新技術支撐。

4

空間多組學在癌癥等疾病研究中的應用進展與成果分享：如何通過多組學聯合和空間信息整合，在腫瘤微環境解析、免疫學、神經科學等研究中獲得突破性發現，推動疾病機制解析與精準治療。

基于 CosMx 應用的高分文章解讀

CosMx 組學技術助力發表多篇頂刊文章發表，包括 Nature Genetics，Immunity，Cancer Cell 等。精選國內團隊基于 CosMx 應用的高分文章（含講者最新研究成果）。

1. Genome Medicine：利用 CosMx 和 GeoMx 多維度空間組學技術揭示食管鱗癌發生發展機制

2024 年 12 月，蘇州大學附屬第一醫院馮宇團隊在Genome Medicine發表研究 Spatial transcriptome profiling identifies DTX3L and BST2 as key biomarkers in esophageal squamous cell carcinoma tumorigenesis，研究利用CosMx 單細胞空間原位成像技術和 GeoMx 空間轉錄組方法全面表征了從正常組織到管鱗狀細胞癌 ESCC 的分子和免疫學特征，揭示了 ESCC 在惡性轉化過程中發生的轉錄和免疫景觀改變，并鑒定出與 ESCC 發生相關的生物標志物（如 DTX3L 和 BST2）。為 ESCC 早期干預和臨床治療提供了潛在的新途徑 [2]。

圖：早期 ESCC 的 DSP 分析（文章截圖）

2. Cancer Cell：利用 CosMx 空間多組學技術揭示小細胞肺癌的腫瘤異質性與免疫互作生態位

2025 年 2 月，復旦大學研究團隊在Cancer Cell發表研究 Integrative spatial analysis reveals tumor heterogeneity and immune colony niche related to clinical outcomes in small cell lung cancer，該研究整合空間多組學（CODEX、CosMxTM SMI）和傳統組學技術，分析了 165 名小細胞肺癌（SCLC）樣本，生成 267 張高維圖像，涵蓋超過 930 萬個細胞。首次揭示了一個由抗腫瘤巨噬細胞、CD8 + T 細胞和自然殺傷 T 細胞 （MT2） 組成的空間組裝免疫生態位，可精準預測免疫療效及患者預后。為潛在的患者分層和個性化治療提供了理論依據 [3]。

圖片來源：文章截圖

3. Clinical and Translational Medicine：利用 GeoMx 空間多組學揭示具核梭桿菌與局部腫瘤微環境的相互作用

2025 年 3 月，浙江大學研究團隊在Clinical and Translational Medicine發表研究 Integrated spatial multi-omics profiling of Fusobacterium nucleatum in breast cancer unveils its role in tumour microenvironment modulation and cancer progression，研究利用GeoMx 空間多組學技術、GeoMx 全轉錄組和蛋白質組分析，揭示了具核梭桿菌（F. nucleatum）在乳腺癌腫瘤微環境定殖區域與非定殖區域存在的分子模式差異，F. nucleatum 的定植明顯改變了腫瘤細胞蛋白的表達，從而促進了腫瘤的進展和遷移。為微生物群在乳腺癌的作用研究提供新的視角，為疾病治療提供了潛在的治療靶點 [4]。

圖：GeoMX DSP 實驗流程（文章截圖）

4. Advance Science：利用 GeoMX 空間組學技術揭示小細胞肺癌的分子和亞型異質性

2024 年 8 月，中國醫學科學院腫瘤醫院楊琳團隊在Advance Science發表研究 Spatial Transcriptome-Wide Profiling of Small Cell Lung Cancer Reveals Intra-Tumoral Molecular and Subtype Heterogeneity，研究利用GeoMx 技術對 25 名小細胞肺癌（SCLC）患者進行了空間全轉錄組范圍分析。揭示了腫瘤內組織區域的異質性，體現為不同的分子特征、生物學功能、免疫特征和分子亞型。建立了不同轉錄本定義的腫瘤亞型之間的聯系及其對患者生存和治療反應的影響。有助于腫瘤分型和 SCLC 患者個性化治療的開發 [5]。

圖：實驗流程（文章截圖）

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內容審核：沈佳鈺

項目審核：朱卿

題圖來源：圖蟲創意

參考文獻

[1]. McIntyre CA, Grimont A, Park J, et al. Distinct clinical outcomes and biological features of specific KRAS mutants in human pancreatic cancer. Cancer Cell. 2024 Sep 9;42(9):1614-1629.e5. doi: 10.1016/j.ccell.2024.08.002.

[2]. Li R, Li N, Yang Q, Tong X, et al. Spatial transcriptome profiling identifies DTX3L and BST2 as key biomarkers in esophageal squamous cell carcinoma tumorigenesis. Genome Med. 2024 Dec 18;16(1):148. doi: 10.1186/s13073-024-01422-4.

[3]. Chen H, Deng C, Gao J, et al. Integrative spatial analysis reveals tumor heterogeneity and immune colony niche related to clinical outcomes in small cell lung cancer. Cancer Cell. 2025 Mar 10;43(3):519-536.e5. doi: 10.1016/j.ccell.2025.01.012.

[4]. Zhao F, An R, Ma Y, et al. Integrated spatial multi-omics profiling of Fusobacterium nucleatum in breast cancer unveils its role in tumour microenvironment modulation and cancer progression. Clin Transl Med. 2025 Mar;15(3):e70273. doi: 10.1002/ctm2.70273.

[5]. Zhang Z, Sun X, Liu Y, et al. Spatial Transcriptome-Wide Profiling of Small Cell Lung Cancer Reveals Intra-Tumoral Molecular and Subtype Heterogeneity. Adv Sci (Weinh). 2024 Aug;11(31):e2402716. doi: 10.1002/advs.202402716. Epub 2024 Jun 19.