目前的空间分辨率转录组学技术往往难以达到分析组织内单个细胞所需的分辨率,这限制了它们在揭示精细尺度生物细节方面的效用。同济大学张勇教授和他的团队开发的ImSpiRE提供了一个突破性的解决方案。通过使用组织学图像特征来增强基因表达数据的空间分辨率,ImSpiRE能够在组织切片上重新分布转录谱。这种方法克服了现有技术的局限性,允许捕获亚点级细节的更精细的分辨率。
ImSpiRE的工作原理是解决最佳运输问题,将基因表达数据从较大的转录组点重新分配到较小的片段。这些斑块更能代表实际的组织结构,使研究人员能够以前所未有的清晰度可视化基因表达。重要的是,ImSpiRE不需要额外的单细胞数据或先验知识,使其广泛适用于不同的空间转录组数据集。它甚至可以重建未测量区域的表达谱,这是以前的方法无法实现的。
该团队已将ImSpiRE应用于各种数据集,包括小鼠组织和人类肿瘤样本。ImSpiRE提供的高分辨率不仅可以揭示复杂的组织结构,还有助于识别组织结构域和检测复杂的相互作用,例如肿瘤内的配体-受体信号通路。这些能力为理解疾病进展和组织发育开辟了新的途径。
通过提供基因在组织中如何表达的更清晰的视图,ImSpiRE为研究人员开辟了新的可能性,帮助他们更深入地研究细胞和组织的复杂运作。这一进步将使癌症研究、神经科学和发育生物学等领域受益。