IF 9.9实力强悍啊!武汉大学构建空间转录-代谢调控模型,Scissor 算法整合bulk与单细胞数据,拿下双一区!

最近大家来咨询空间多组学的比较多，云生信大智给大家多更新点相关方案...

现在做肝癌、肿瘤生信想发高分，光靠转录组、单细胞恐怕已经不够卷了，空间多组学才是破局点。今天大智看到了一篇武汉大学团队发在PLOS Medicine 上的文章，构建了空间转录‑代谢调控模型，生信思路很值得探讨一番。

微血管侵犯（MVI）是肝细胞癌术后复发转移的核心危险因素，其空间异质性与微环境调控机制一直是临床与基础研究的关键难点。这篇空间多组学研究，以肿瘤病灶与肿瘤包膜为双核心，整合空间转录组、空间代谢组与公共单细胞测序数据，揭示了 MVI 阳性肝癌的恶性细胞特征与代谢调控规律。

这篇虽说生信比例高，但毕竟涉及了多种技术，有生信基础也需要不少时间才能走通，想跳过代码速通，就让【云生信】大智团队来处理分析吧。

定制生信分析

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研究思路

1.样本收集：采集 4 例肝癌患者共 6 例组织用于空间组学，另收集 79 例 FFPE 样本用于临床验证。

2.空间转录组测序：对冰冻组织切片做 10×Visium 空间转录组测序，获取区域基因表达与空间位置信息。

3.空间代谢组检测：用 AFADESI‑MSI 质谱成像，获得组织切片的代谢物空间分布与定量数据。

4.细胞类型解析：结合公共单细胞数据做反卷积，明确各空间区域的细胞组成与比例。

5.差异分析：以患者为协变量，比较 MVI +与 MVI−在肿瘤区、包膜区的差异基因与通路。

6.目标细胞筛选：用 Scissor 算法整合 bulk 与单细胞数据，定位 MVI 相关恶性细胞亚群。

7.标志物确定：筛选高特异性基因，联合肝癌特异性标记 GPC3，确定三阳性标记组合。

8.空间代谢匹配：将代谢物分布与空间区域、细胞类型做关联，定位关键代谢物。

9.多队列验证：在 TCGA、ICGC 等 5 个公共队列验证基因/代谢物的预后与 MVI 相关性。

10.实验验证：多重免疫荧光验证细胞亚群，体外细胞实验验证牛磺酸–iCAF 功能机制。

主要结果展示

1、空间转录组区域划分与细胞组成

通过对 6 例空间转录组数据做聚类、注释、细胞反卷积、空间共定位分析，划分肿瘤/包膜/癌旁/过渡区。成功分出 13 个聚类，明确肿瘤区、包膜区、癌旁区的细胞构成，包膜区以 CAFs、免疫细胞为主，肿瘤区以恶性细胞为主。

2、空间代谢组区域代谢物分布

通过用 SSC 聚类对代谢组成像分群，注释代谢物类型，比较 MVI+/-肿瘤区代谢差异。结果显示MVI−肿瘤区富集甘油酯类（TG/DG），MVI +肿瘤区甘油酯显著减少，包膜区富集有机酸类。

3、MVI +肿瘤区转录重编程与恶性细胞亚群定位

通过肿瘤区差异基因分析、KEGG 富集、Scissor 算法结合单细胞与 bulk 数据筛选 MVI 相关细胞群。结果显示MVI + 肿瘤区高表达增殖相关通路，确定 SC_C6/C7 为 MVI 特异性高增殖恶性亚群，在空间上富集于 MVI + 肿瘤区。

4、MVI 相关细胞亚群的临床意义

分析该细胞亚群与 AFP、肿瘤分级、治疗应答的相关性。结果显示该亚群与高 AFP、高肿瘤分级正相关，治疗耐药组显著高于应答组。

5、STMN1⁺HMGN2⁺GPC3⁺三阳性亚群鉴定与验证

通过筛选特征基因、构建三阳性标记、79 例多重免疫荧光验证、生存分析。确定三阳性亚群为 MVI 特异性标志，MVI + 组三阳性比例显著更高，且与差预后直接相关。

6、甘油酯代谢在MVI +肿瘤区被抑制

分析甘油二酯/甘油三酯合成通路、关键酶与代谢物空间分布、多队列预后验证。结果显示MVI + 与三阳性亚群的甘油脂合成显著下调，DG 合成通路低表达对应更差预后。

7、MVI +包膜区 iCAFs 被抑制并与牛磺酸相关

通过包膜区差异基因、iCAFs 评分、空间分布、牛磺酸与 iCAFs 相关性、生存分析。结果显示MVI + 包膜 iCAFs 活性显著降低，iCAFs 远离肿瘤边界并与牛磺酸高度相关，高 iCAFs 提示更好预后。

大智说生信

相比传统生信，这篇文章的优势其实很明显。空间位置解决异质性，代谢组补上机制短板，不再只停留在通路富集，能落到具体代谢物，而且多组学互证更有说服力。想复现这套流程也不难，从空间数据质控、降维聚类到细胞反卷积、差异分析、代谢-转录联合注释，再到可视化出图，整套分析大智团队都有成熟流程哦。