樊荣团队开发epi-Patho-DBiT技术：多维度解锁FFPE样本的空间表观遗传密码

近年来，空间组学技术以前所未有的分辨率揭示组织微环境的复杂性。其中，Patho-DBiT等空间转录组技术已突破福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）样本的限制，实现了临床档案中RNA分子的原位捕获。然而，空间表观基因组分析在FFPE组织中仍面临重大挑战——尤其是考虑到染色质可及性和组蛋白修饰作为表观遗传的核心组分，对于理解基因表达调控、细胞命运和肿瘤异质性具有不可替代的价值，但甲醛交联导致的染色质损伤和蛋白质变性使得这类分析长期难以实现。

2026年5月1日，耶鲁大学樊荣（Rong Fan）教授团队在Nature Communications发表了题为“Spatially decoding genotype-associated epigenetic landscapes in human lymphoma FFPE tissues via epi-Patho-DBiT”的研究论文。该团队开发了epi-Patho-DBiT技术，能够在统一的脱蜡和解交联平台上，实现FFPE组织的空间染色质可及性（spatial-FFPE-ATAC）或组蛋白修饰（spatial-FFPE-CUT&Tag）测序，并依托该技术在非霍奇金B细胞淋巴瘤（B-NHL）上进行了精准医学研究探索。

文章发表在Nature Communications

研究团队提出了一种全新的FFPE切片脱蜡和解交联策略，显著提升了解交联效率和染色质完整性。在微流控芯片设计上，团队沿用其标志性的确定性条形码原位标记（DBiT）技术，为FFPE样本的空间ATAC-seq或空间CUT&Tag分析提供了统一平台，并在小鼠脑FFPE样本上验证了方法可靠性。通过整合已发表的小鼠脑单细胞ATAC-seq数据，团队成功解析了大脑皮层分层、海马亚结构等精细解剖区域，证实了该方法在复杂组织中的空间表观基因组解析能力。

epi-Patho-DBiT技术流程图和小鼠脑FFPE样本染色质捕获分析

在人类黏膜相关淋巴组织淋巴瘤（MALT）和滤泡性淋巴瘤（FL）样本中，该工作通过spatial-FFPE-ATAC揭示了肿瘤相关的染色质变异特征。研究发现，ELP3和PIK3CG在肿瘤区域显著激活，且NRF1和MEF2家族转录因子 motif活性升高，提示这些表观遗传改变可能驱动B细胞恶性转化。结合iStar人工智能算法进行染色质可及性矩阵的超分辨率组织重建，团队进一步区分了肿瘤浸润B细胞的功能状态。

MALT淋巴瘤spatial-FFPE-ATAC数据的超分辨率重构

研究团队将基于单细胞ATAC-seq的CNV推断算法应用于空间数据，实现了肿瘤核型的空间定位（空间CNV分析）。在MALT和FL样本中，他们分别鉴定出8个和6个核型克隆，发现7q21.12-7q31.31区域的拷贝数扩增在两种淋巴瘤中保守存在，该区域包含CDK6、MET、MCM7和PIK3CG等已知的B-NHL致病基因。系统发育分析揭示了肿瘤克隆的演化关系，为理解淋巴瘤的空间异质性和克隆进化提供了新视角。

epi-Patho-DBiT技术实现淋巴瘤空间CNV和核型分类

基于EpiTrace方法，团队利用染色质可及性的“表观时钟”属性推断细胞有丝分裂年龄。结果显示，肿瘤区域细胞具有更高的有丝分裂年龄，提示活跃的增殖状态，揭示了MALT淋巴瘤中从滤泡内到滤泡外的肿瘤细胞迁移轨迹。进一步的代谢通路分析发现，胆固醇合成相关基因在肿瘤区域显著富集，且与有丝分裂年龄正相关，从而为淋巴瘤代谢靶向治疗提供了新思路。

滤泡性淋巴瘤（FL）向弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）转化是临床预后恶化的关键事件。团队利用spatial-FFPE-CUT&Tag技术，在包含FL和DLBCL区域的转化样本中绘制了H3K27me3（抑制性组蛋白标记）和H3K4me3（激活性组蛋白标记）的空间分布，并系统分析了这些样本的空间细胞通讯网络。通过整合三个独立数据集（FL-DLBCL转化样本、FL样本和DLBCL样本）的差异分析，研究鉴定出DIP2C是在肿瘤区域表现H3K27me3降低和H3K4me3升高的共同靶基因——这种“双向失调”的表观遗传状态提示DIP2C可能受到复杂的染色质调控。TCGA数据分析进一步显示，DIP2C在DLBCL患者中显著高表达，且其DNA甲基化水平与患者生存率密切相关，提示DIP2C作为潜在治疗靶点和预后标志物的临床价值。

FL-DLBCL转化样本的spatial-FFPE-CUT&Tag分析和DIP2C靶点鉴定

值得注意的是，通过与邻片Patho-DBiT空间转录组共分析，研究人员注意到FL-DLBCL转化样本的DLBCL区域中出现了“表观遗传悖论”：2号染色体2p15-2p16.1位点同时存在高水平的H3K27me3抑制性标记和基因转录高表达。该位点包含PAPOLG、REL、XPO1等促癌基因。通过空间转录组inferCNV和全基因组测序（WGS），团队证实这一现象由拷贝数扩增驱动——基因剂量的增加导致了所观测到的H3K27me3结合和基因表达的共上调。这一发现揭示了基因组变异与表观遗传调控在淋巴瘤转化中的复杂互作。

研究人员发现，同时高H3K27me3抑制性标记和高基因表达的“表观遗传悖论”，是肿瘤样本中基因拷贝数扩增的结果。

综上所述，该研究建立了兼容FFPE样本的空间表观基因组统一分析平台epi-Patho-DBiT，拓展了染色质可及性和组蛋白修饰空间组学的应用场景，使临床病理档案的表观遗传研究成为可能。结合空间ATAC-seq、空间CUT&Tag、空间转录组和WGS等多维整合策略，该工作从表观遗传到基因组变异层面系统分析了B-NHL临床样本，这些发现不仅为淋巴瘤的发病机制研究提供了新见解，也为其他临床FFPE样本空间多组学分析开辟了新路径。

耶鲁大学Rong Fan团队的博士后李海廓（现就职于上海交通大学）、研究科学家Bo Tao（陶波）为论文共同第一作者。耶鲁大学生物医学工程系Rong Fan（樊荣）教授、耶鲁大学医学院病理系Mina Xu（徐路青）教授、Arc研究所Jingtian Zhou（周镜天）研究员为论文共同通讯作者。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-71576-9

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