西北大学医学院科学家开发的一种新型空间转录组图谱，可能有助于理解胃肠道中促进炎症性肠病发展的微环境细胞相互作用，详见近期发表在《自然·通讯》上的一项研究论文。

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医学副教授、胃肠病学和肝病学部门的帕兰比尔·杜莱医学博士，以及预防医学部门健康与生物医学信息学教授、医疗保健协作人工智能中心主任袁罗博士，是这项研究的共同通讯作者。

炎症性肠病（IBD）会导致消化道慢性炎症，主要包括克罗恩病和溃疡性结肠炎。根据美国疾病控制与预防中心的数据，仅在美国，炎症性肠病就影响了近三百万人。虽然目前尚无治愈性疗法，但药物可以帮助减轻慢性炎症带来的症状和后果。

已知肠道微环境中的细胞信号传导和细胞间相互作用可驱动或减轻炎症性肠病（IBD）的炎症，此前研究已表明，分析单细胞转录组特征数据有助于发现与IBD发生、进展及治疗应答的关联。

遗憾的是，据Dulai称，这些方法目前缺乏空间信息，无法准确分析胃肠道组织中细胞的排列及其相互作用，而这种分析有助于揭示新的生物标志物，并为未来药物开发提供信息。

Dulai表示：“随着空间组学技术的兴起，我们在该领域迫切需要弄清楚如何最好地利用该技术，哪个平台最为理想，能提供尽可能多的信息，以及是否有可能在大型临床试验项目或大型协作联盟中开始应用这一技术，以便我们能够着手建立统一的IBD领域反向转化研究方法。”

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为了应对这一挑战，Dulai和同事们用100多份肠道组织切片——这些切片取自溃疡性结肠炎、克罗恩病患者以及健康对照者——构建了一个包含三百多万个细胞的大规模空间图谱。

随后，研究人员用该图谱检验了两个基于成像的空间转录组学平台（CosMX和Xenium多组织检测组合）的可解释性、数据质量、生物学准确性和变异性。

Dulai说：“临床研究中存在大量的自然变异性，我们得在受控的实验设计里模拟这种变异，看看平台的表现，以及这种变异会不会让我们在不同平台之间丢掉重要的生物学信息。”

通过这一比较，科学家们发现，在溃疡性结肠炎和克罗恩病组织中，CosMx的检出效率均高于Xenium，而Xenium的检测性能有所下降，这与组织类型、组织质量和检测组合规模有关。此外，他们发现CosMx在两种疾病中均识别出了调节性T细胞的生物学机制，这一发现通过实验室实验和多重空间多组学技术得到了验证。

接下来，杜莱表示，他和合作者将继续更新他们的数据集，并让科学界更容易获取该数据集。杜莱说，他们还在努力引入人工智能，使数据分析更加高效。

“所有疾病都是根据组织学上的病理特征来定义的，因此，我们希望尽可能创建关于这些细胞是什么、它们在做什么、它们如何相互交流以驱动疾病过程的最佳金标准信息，从而更好地训练数字病理学和人工智能模型，使这些模型能够在临床实践或临床研究中得到更常规的应用，”杜莱说。

更多信息：李一鸣及其同事，炎症性肠病空间转录组图谱，用于指导研究联盟和临床试验中的应用，《自然通讯》（2026年）。DOI: 10.1038/s41467-026-72482-w

西北大学供稿

这个故事最初发布在Medical Xpress上。