浙江
近日，山东大学陈子江院士、赵涵、刘博洋、吴克良团队完成了题为《Spatial multi-omic atlas profiles early organogenesis of a Carnegie stage 12 human embryo》的研究，该研究把空间转录组和空间代谢组联合用于一枚CS12期人类胚胎，构建了覆盖主要器官原基的空间多组学图谱。人类器官发生早期的形态描述已有较多积累，转录与代谢层面的原位整合数据仍然有限，团队选择CS12期胚胎开展空间多组学分析。
研究团队在24张矢状切片上完成H&E、ssDNA、Stereo-seq和MALDI-MSI采集，转录组数据保留153634个空间点和39847个基因，代谢组数据保留150566个像素和2687个m/z特征。通过联合空间配准策略，团队把代谢组坐标对齐到转录组坐标，并按照重叠面积重采样，获得同一空间单元内的基因表达和代谢物强度。无监督聚类得到17个细胞群体，覆盖肝、心、神经、体节、咽弓、表皮、内皮和肾祖细胞等主要原基，空间定位与解剖轮廓保持一致。他们用RNA FISH和免疫荧光验证了TNNT2、AFP、TNNC2、SHH、SOX2和DES等标志物，独立参考图谱映射也支持主要谱系注释。
肝脏原基中，团队识别出五个亚群，并观察到肝细胞谱系和胆管细胞谱系预置的转录程序在空间上可分。胆管祖细胞位于肝芽内部，表达EPCAM、SOX9、HNF1B和ONECUT1/2，同时接收DLK1-NOTCH2信号，肝细胞亚群和肝间充质细胞之间还存在HGF-MET旁分泌环路。代谢组数据在肝区显示多不饱和脂肪酸、谷胱甘肽和胆汁酸相关通路的区域富集，DHA、花生四烯酸和GSH信号与转录组酶基因表达形成互补读出。伪时间排序提示肝芽内存在肝细胞和胆管细胞两种命运偏向，SCENIC分析把CEBPA和NR1H4等调控子定位到肝母细胞区域。
心脏区域解析出13个亚群，包含左右心室、流出道心肌、房室管心肌、心内膜、心外膜、心脏神经嵴细胞以及窦房结祖细胞和窦房结过渡区细胞。流出道和窦房结相关群体在CS12期已经出现分子特征，TBX18、SHOX2、TBX3和MEF2C等调控子参与区域身份建立，糖酵解、TCA循环和脂肪酸代谢基因与代谢物在心脏域内呈现空间对应。神经系统方面，底板细胞通过SHH信号影响邻近神经祖细胞，神经祖细胞、神经元、施万细胞前体和耳基板形成可追踪的空间域，肌节与肢芽中的骨骼肌祖细胞则沿DMP、MSMP、DSMP和ESMF状态推进。红系细胞显示血红素和血红蛋白合成相关基因及代谢物富集，巨噬细胞表达AIF1和CSF1R等髓系标志，肾祖细胞富集HNF1B及其下游肾发生网络。
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