这篇来自《Science Bulletin》的综述文章全面探讨了空间转录组学（ST）的最新进展，重点介绍了从实验平台到计算工具及数据库的完整生态系统。作者系统评估了包括成像技术（如ISH、ISS）和测序技术（如阵列式、ROI式）在内的77种技术，分析了它们在空间分辨率和检测效率上的优劣。为了应对海量多模态数据的处理挑战，研究团队开发了SpatialToolDB数据库，收录并分类了约600种用于数据预处理、去噪、细胞注释及细胞间通讯分析的计算工具。文章强调了空间背景在理解复杂生物网络和组织架构中的核心作用，特别是在肿瘤微环境研究中的应用。最后，作者指出了该领域在标准化、3D重建和多组学集成方面面临的瓶颈，并对AI驱动的自动化分析和临床转化前景进行了展望。

References:

• Zi-Zhen Guo, Renyan Wu, Weixiang Li, Keyu Yang, Xuexiang Ying, Hamid Alinejad-Rokny, Youqiong Ye. Mapping biology in space: from spatial transcriptomics platforms to analytical tools and databases. Science Bulletin. 2026.

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这项研究探讨了母体免疫激活（MIA）和母体微生物群缺失（MMD）对胎儿大脑发育及后期行为的影响。研究人员利用MERFISH和单细胞测序等先进技术，绘制了小鼠大脑发育过程中免疫分子的空间表达图谱。实验发现，这些环境压力会干扰趋化因子信号通路（如CXCL12-CXCR7），导致神经元迁移和大脑皮层层级结构的异常。这些发育变异具有明显的性别差异，雄性后代更易表现出社交障碍和焦虑等神经发育障碍相关行为。该成果为理解环境因素如何通过神经免疫机制诱发自闭症等疾病提供了重要线索。

References:

• Kukreja B, Jeon S, Cao W, et al. Spatial transcriptomics of the developing mouse brain immune landscape reveals effects of maternal immune activation and microbiome depletion[J]. Nature Neuroscience, 2026: 1-14.

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Human-scATAC-Corpus 是一个针对人类单细胞染色体开放性测序数据（scATAC-seq）构建的大型综合数据库，旨在解决该领域特征空间不统一和处理流程复杂等挑战。该资源涵盖了来自37个组织或细胞系的540万个细胞，并为每个数据集提供三种标准化格式，以支持跨研究集成、灵活处理和单研究分析。为了增强实用性，该平台集成了名为 EpiAgent 的预训练大模型，用户可以直接在线进行细胞类型注释、特征提取和参考映射。数据库通过直观的网页界面提供交互式可视化、多维度搜索和按需下载功能，极大地方便了生物医学研究。这一科研成果为开发单细胞表观基因组学基础模型提供了高质量的训练底座，也为标准化方法评估奠定了基础。未来，该项目计划将其范围扩展到多物种及多组学数据的整合与深度挖掘。

References:

• Chen X, Gao Z, Li K, et al. Human-scATAC-Corpus: a comprehensive database of scATAC-seq data[J]. Nucleic Acids Research, 2026, 54(D1): D175-D183.

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本文介绍了一种名为 CMAP 的新型算法，旨在通过整合单细胞转录组（scRNA-seq）与空间转录组（ST）数据，实现单细胞在组织中的精准空间定位。该方法采用分而治之的策略，通过空间域划分、最优位点匹配和精确坐标确定三个步骤，克服了现有技术在基因捕获率低或细胞分割困难等方面的局限。研究证明，CMAP 在处理模拟和真实数据集时均表现出极高的准确性与适配性，尤其在应对单细胞与空间数据不匹配的复杂场景时具有显著优势。通过将单细胞还原至原位空间，该工具成功揭示了内皮细胞的器官特异性以及肿瘤免疫微环境中精细的细胞间相互作用。总而言之，CMAP 为在单细胞分辨率下解析复杂生物系统的空间架构和分子调控提供了强有力的计算手段。

References:

• Ke, J., Xu, J., Liu, J. et al. High-resolution mapping of single cells in spatial context. Nat Commun 16, 6533 (2025). doi.org

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这项研究介绍了一种名为 HistoCell 的创新型人工智能框架，旨在通过组织病理学图像直接推断单细胞水平的空间轮廓。该模型利用弱监督学习技术，结合了细胞的形态特征、空间拓扑结构以及层次化编码，能够精确预测单个细胞核的类型与状态。HistoCell 在多种癌症类型中表现出卓越的性能，其预测结果在处理复杂组织结构时甚至优于某些全监督模型。通过分析细胞的空间组织指标，该工具成功识别出了与癌症预后和化疗反应相关的生物标志物。此外，研究还证明了该方法在预测胃部病变恶性转化风险方面的临床应用潜力。总之，这一框架为深入理解肿瘤微环境和优化精准医疗提供了强有力的技术支撑。

References:

• Zhang P, Gao C, Zhang Z, et al. Systematic inference of super-resolution cell spatial profiles from histology images[J]. Nature Communications, 2025, 16(1): 1838.

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本文介绍了一种名为 River 的可解释深度学习框架，旨在解决空间转录组学中识别差异空间表达模式（DSEP）基因的挑战。传统的空间变量基因分析通常局限于单片组织，而 River 能够跨越多个生物条件或发育阶段，量化并提取对区分不同样本贡献最大的基因特征。该研究通过模拟基准测试证明了 River 在准确性上显著优于现有方法，并具有处理数百万细胞的线性扩展能力。通过对小鼠胚胎发育、糖尿病睾丸病变及狼疮肾脏等多种生物学场景的应用，River 成功揭示了与疾病和发育相关的关键空间动态。此外，该工具在空间蛋白质组学数据中同样表现出良好的泛化性，为解析组织架构在病理过程中的空间异质性提供了稳健的计算方案。

References:

• Cui Y, Yuan Z. Prioritizing perturbation-responsive gene patterns using interpretable deep learning[J]. Nature Communications, 2025, 16(1): 6095.

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这篇研究论文探讨了真核细胞中DNA复制的精确控制机制，特别强调了S期检查点如何防止复制超出其整体承载能力。研究发现，过度启动复制起始位点会耗尽核心复制体组件，进而导致基因组不稳定并引发癌症。实验表明，PCNA（一种滑动夹蛋白）在协调后随链合成中起着至关重要的限速作用。通过对PAF15蛋白的研究，作者发现它能充当分子锚点，帮助不同的酶在PCNA上进行有序切换，从而避免结构冲突。此外，研究还揭示了Timeless-Claspin复合物在保护复制叉方面的潜在功能。总之，该研究为理解细胞如何通过调节复制动力学来维护遗传信息的完整性提供了重要见解。

References:

• Chhetri G, Badugu S B, Petriman N A, et al. PAF15–PCNA exhaustion governs the strand-specific control of DNA replication[J]. Nature, 2026: 1-12.

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这项研究成功开发了恒河猴胎盘类器官模型，为模拟灵长类动物妊娠过程提供了重要的体外平台。通过应用单细胞和单细胞核转录组测序技术，科学家详细绘制了恒河猴胎盘细胞的分子图谱，并将其与人类数据进行了跨物种比较分析。研究结果揭示，虽然恒河猴与人类在合体滋养层细胞的遗传程序上具有高度相似性，但在滋养层细胞侵袭及相关基因表达方面存在显著的演化差异。该模型不仅能分泌关键的妊娠激素，还能够模拟滋养层细胞的多种分化路径。这项成果为深入理解灵长类胎盘发育提供了关键证据，并有助于探究母婴界面的演化适应机制。该研究建立的类器官系统也为未来研究妊娠相关疾病提供了比传统细胞系更精准的替代方案。

References:

• Comparative analysis of rhesus macaque and human placental organoids highlights evolutionary differences in placentation
  Caldwell, Allyson et al.Developmental Cell, Volume 0, Issue 0

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这项研究探讨了非洲大陆人群中血浆蛋白质组与遗传学之间的联系，旨在填补该族群在生物医学研究中长期存在的空白。科研人员分析了来自乌干达队列的蛋白质样本，成功识别出数百个蛋白质定量性状位点（pQTL），其中许多关联在以往研究中从未被发现。通过对比2型糖尿病患者与健康对照者的蛋白质表达差异，研究锁定了18种与该疾病具有因果关联的蛋白质。这些发现揭示了SIRPα等关键蛋白在糖尿病病理生理中的潜在作用。该成果为开发针对非洲裔人群的个性化医疗和新型治疗方案提供了重要的分子依据。最终，这项工作强调了在大型基因组研究中纳入多样化族群对于全球公共卫生精准治理的必要性。

References:

• Soremekun O, Park Y C, Tutino M, et al. Linking the plasma proteome to genetics in individuals from continental Africa provides insights into type 2 diabetes pathogenesis[J]. Nature Genetics, 2026: 1-8.

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这项研究揭示了链霉菌利用一种特殊的“雨伞毒素”进行细菌间竞争的分子机制。研究人员通过冷冻电子显微镜和核磁共振技术，详细解析了毒素颗粒的独特分层结构，其核心由UmbA蛋白质丝和TUA多糖分子交织而成。这种结构使细菌能够采用一种风险分摊策略，通过多变的凝集素结构域精准识别并攻击不同的竞争对手。此外，研究还确定了负责合成这些复杂细胞壁成分的基因簇及其生化途径。这些发现为理解微生物群落内的拮抗作用提供了新的结构生物学基础。总之，该成果阐明了细菌如何通过进化出复杂的蛋白质组件来增强其在环境中的生存优势。

References:

• Zhao Q, Vlach J, Park Y J, et al. The unique architecture of umbrella toxins permits a two-tiered molecular bet-hedging strategy for interbacterial antagonism[J]. Cell, 2025.

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