恶性肿瘤的发病率和死亡率越来越高，其发生发展是一个复杂的过程。测序技术的发展使人们对肿瘤的遗传和分子机制有了更深入的了解。近年来，空间转录组测序技术发展迅速，可以在组织空间背景下量化和阐明基因的表达情况。与传统转录组学技术相比，空间转录组学技术不仅可以检测细胞内的基因表达水平，还可以了解基因在组织内的空间位置、生物组织的细胞组成以及细胞之间的相互作用。

2024年6月20日，四川大学彭勇及成都市公共卫生临床医疗中心医院姚晓军共同通讯在Molecular cancer 在线发表题为“Advances in spatial transcriptomics and its applications in cancer research”的综述文章，该文章概述了空间转录组学技术的发展、空间转录组学工具及其在癌症研究中的应用，并讨论了当前空间转录组学方法的局限性和挑战，以及未来的发展和前景。

癌症仍然是全球面临的重大健康挑战。尽管过去几十年取得了长足进步，但癌症治疗仍然面临许多障碍，例如耐药性、肿瘤复发和转移。为了更好地了解癌症的发生、发展和治疗反应，科学家不断开发新的癌症研究方法和技术。例如，通过采用高通量转录组测序技术，即RNA测序(RNA-seq)，研究人员发现了不同肿瘤中基因表达的许多癌症特异性变化。然而，批量RNA-seq无法获得有关肿瘤微环境(TME)和细胞异质性的信息。

随后出现的单细胞RNA测序(scRNA-seq)开创了一个新时代，使研究单个细胞的转录组成为可能，从而有助于深入分析细胞异质性并识别不同的细胞类型。然而，进行单细胞测序需要将细胞与组织分离，从而导致有关细胞空间位置的信息丢失。由于细胞的空间位置可能真实反映细胞间的相互作用，且与生理病理功能密切相关，因此，将基因表达与空间位置信息联系起来的新技术备受期待。

基于激光捕获显微切割的空间转录组学技术（图源自Molecular cancer ）

在此背景下，空间转录组测序技术应运而生，成为阐明癌细胞异质性和组织内空间分布的理想方法。这项前沿技术能够将细胞转录组信息与组织内的空间坐标整合在一起，深入了解不同细胞类型之间的相互作用以及整体组织结构。通过空间转录组学，人们可以更全面地了解肿瘤的发生和发展机制，为癌症诊断和精准治疗提供新的视角和机会。

本文综述了空间转录组学的原理和方法、空间转录组技术的最新进展及其在癌症研究领域的应用。并讨论了如何利用空间转录组学研究肿瘤微环境和肿瘤异质性并促进抗癌药物开发。

参考消息：

https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-024-02040-9