基础医学院郭国骥/韩晓平团队在Cell Stem Cell发文通过SPTEdU-seq技术实现组织原位新生细胞动态与空间全转录组并行解析

生命过程是基因在精确时空控制下上演的动态交响乐。传统空间转录组技术仅能提供静态快照，且大多局限于编码蛋白质的基因，难以捕捉非编码RNA及细胞增殖、分化等关键动态事件，极大限制了对发育、再生与疾病等复杂生命过程的理解。

3月26日，浙江大学医学院郭国骥教授、韩晓平教授团队在CellStemCell发表研究论文，报道了名为SPTEdU-seq的创新技术。该技术首次实现在完整组织微环境中并行解析新生细胞的命运轨迹与空间全转录组图谱。

SPTEdU-seq整合了三大核心要素：第一，采用随机引物原位逆转录策略，实现空间全转录组捕获，其覆盖度和灵敏度显著优于传统方法；第二，通过点击化学反应，将携带唯一标签标识符的单分子探针连接至EdU，借助测序直接识别新生细胞，避免了光学成像对脆弱细胞状态造成的干扰；第三，将新生细胞的“时间戳”与其空间位置及全转录组信息相耦合，实现原位动态解析。团队利用小鼠嗅球样本验证，SPTEdU-seq在基因覆盖度、灵敏度、非编码RNA捕获能力及可变剪接检测等方面均优于现有主流空间转录组技术，其近单细胞分辨率和低转录本扩散效应为精细解析复杂组织奠定了坚实基础。

利用SPTEdU-seq技术，研究团队在多个关键生物学情境中展现了其强大效能，并取得了一系列突破性发现。在小鼠缺血性中风模型中，团队系统描绘了中风后两周内新生细胞的动态变化，定义了“过渡扩增星形胶质细胞”，重构了其向未成熟神经元转化的连续轨迹，并揭示了新生细胞与驻留细胞通过Ptn、Grn等信号通路形成“促修复微环境”，还鉴定出一种新型Igfbp5+星形胶质细胞亚型。在胚胎发育研究中，通过追踪E10.5和E11.5标记的新生细胞，SPTEdU-seq成功描绘了从神经干细胞到神经元的多条谱系时空分化轨迹，实现了“拟时间”分析与物理迁移轨迹的有机结合。在小鼠肾癌模型和人类肾透明细胞癌样本中，SPTEdU-seq精准勾画了肿瘤边界，绘制了肿瘤相关可变剪接事件的空间图谱，揭示了新生细胞通过胶原蛋白、Spp1等信号通路重塑细胞外基质、促进肿瘤扩张的机制，并在人类样本中成功检测到3号染色体短臂缺失，展示了其在分子病理诊断中的潜力。

SPTEdU-seq技术的诞生，标志着空间组学研究从“静态快照”迈向“动态追踪”。该技术提供了一种无需特殊仪器、可兼容其他组学平台的通用策略，为在组织原位研究细胞命运决定、再生医学、发育生物学及肿瘤学中的核心动态过程开辟了新的可能。韩晓平教授表示，该技术首次使研究者能够在复杂的微环境中同时“看见”细胞的身份、来源、去向及其相互对话，对于深入理解生命过程的本质具有重要意义。论文作者牛浩芙补充道，无光学设计最大程度保护了组织原位细胞的真实状态，期待该技术能在多个领域得到广泛应用。

该研究被CellStemCell选为重点推荐论文，并获同期专题评述。浙江大学医学院牛浩芙博士、张爽博士生、毛济中博士为共同第一作者，郭国骥教授和韩晓平教授为共同通讯作者。