Genome Biology | 林承棋团队开发SEU-TCA算法揭示第二心场前体细胞新亚型

先天性心脏病（ CHD ）是最常见的先天性畸形，源于 早期 胚胎期心脏发育过程中出现的结构或功能异常。深入理解其中的分子机制和发育过程，对于改进 CHD 的诊断、治疗和预防策略至关重要。 然而 ， 关于心脏祖细胞的空间起源与时空动态调控过程， 依旧存在诸多未解之 谜 。

2025 年 6 月 10 日 ，东南大学 林承棋 教授团队 联合多家研究机构在 Genome Biology 杂志上发表题为

Integration of single-cell and spatial transcriptomics by SEU-TCA reveals the spatial origin of early cardiac progenitors

器官干 /前体命运决定高度依赖于其空间位置。然而，传统方法缺乏原位单细胞精度的空间解析能力，难以精确鉴定不同前体细胞亚群及其空间分布模式。为破解这一难题，研究团队提出了一种基于转移成分分析（ TCA ）的整合策略 SEU -TCA ， 通过 单细胞 RNA 测序（ scRNA-seq ）和空间转录组（ ST ） 数据联合分析 ，实现 了 单细胞精准 空间 映射 。 团队 使用来自不同技术平台的多种 生物 样本 （小鼠原肠胚、人类心脏、小鼠嗅球、人类胰腺导管癌） ， 系统评估 了 SEU-TCA 的性能并对比 其他算法 ， 证明了 SEU-TCA 优 异的空间解卷积 与单细胞定位 能力。 特别是在小鼠 E7.5 胚胎的 scRNA-seq 数据与空间图谱整合中， SEU-TCA 成功建立了基因表达水平与空间位置的关联 ， 进而 揭示了多种空间特异性的中胚层细胞亚型 。

通过 SEU-TCA 与调控子（ regulon ）活性 的 联合 分析， 团队 系统揭示 了 第二心场心脏前体细胞空间亚型 ， 识别出 Irx 家族转录因子在前 端 第二心区（ aSHF ） 祖细胞 c 2 亚群 中的特异性表达 与调控活性 ，提出 IRX1 可能为 该亚群的 关键调控因子。 通过 遗传谱系追踪证实， IRX1 阳性细胞参与构建流出道（ OFT ）和右心室（ RV ）， 进而利用 条件敲除 技术，发现 Irx1 在 心脏祖细胞 中的 缺失会导致室间隔缺损（ VSDs ） 。该发现 为 理 解 先天性心脏病的分子 基础 提供了新的理论依据。

本研究提供了一项高效整合空间组学与单细胞组学数据的新方法，首次揭示了一种由IRX1调控的心脏祖细胞亚型，为先天性心脏病诊断提供了新靶点。SEU-TCA 的广泛 适用 性和 优异预测精度 将助力器官发育、组织再生、肿瘤空间异质性等领域的深入研究。

东南大学 生命科学与技术学院博士生何晶晶 、 杨屹副教授，同济大学博士生姜睿 ， 东南大学生命科学与技术学院博士生郑彦莹为该论文的共同第一作者。东南大学生命科学与技术学院林承棋教授 、 生物科学与医学工程学院谢芃研究员，同济大学魏珂教授，东南大学生命科学与技术学院罗卓娟教授， 东南大学中大医院曹海龙主任医师 为该论文的共同通讯作者。南京大学杨中 州 教授、广州实验室景乃禾教授和杨贤法副研究员共同参与了本项研究。

论文链接：https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-025-03633-3

制版人： 十一

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