近日，10x Genomics公司Sarah E. B. Taylor實驗室在《Nature Genetics》（IF：31.7）發表了一篇題為 “High-definition spatial transcriptomic profiling of immune cell populations in colorectal cancer” 的文章。該研究對來自5位結直腸癌患者的FFPE樣本（含癌組織和鄰近正常組織）進行了系統性空間轉錄組測序，輔以Visium v2對比實驗、Chromium單細胞參考圖譜建立、Xenium原位驗證，全面展現了Visium HD的性能和解析深度，證實了高分辨率空間轉錄組技術在解析腫瘤異質性中的重要價值。

visium HD分析CRC和NAT樣品

01、Visium HD技術突破

Visium HD技術在6.5×6.5毫米的捕獲區域內集成了約1100萬個連續排列的2微米條形碼特征，相比傳統Visium v2技術基于55微米圓形探針的布局，實現了分辨率提升27倍的躍升。在檢測靈敏度方面，Visium HD保持了與v2平臺相當的性能（轉錄組表達水平相關性 R2=0.82），且在去除非特異性探針信號后，相關性進一步提升至 R2=0.92。

借助于CytAssist控制的探針釋放與轉移機制，Visium HD顯著減少了mRNA橫向擴散，非特異性結合率從4.13% 降至0.70%。空間精度驗證顯示，約98.3%–99%的信號精確定位于組織結構內，支持其在FFPE樣本中實現接近單細胞分辨率的空間基因表達測量能力。
 
Visium HD載玻片的結構與性能

02、文章主要結論

1.高分辨率解析揭示空間異質性的巨噬細胞亞群及功能差異

研究通過構建圍繞腫瘤區50 μm范圍的空間鄰域，深入描繪了腫瘤浸潤區域的細胞組成。在多個樣本中，腫瘤相關成纖維細胞（CAFs）與巨噬細胞是該區域的主要細胞類型。Visium HD數據識別出兩種主要的腫瘤邊緣巨噬細胞亞群，分別為SELENOP+與SPP1+型。兩者分別富集于不同的空間區域，并在功能富集分析中呈現出不同的免疫及代謝信號通路偏好，提示其可能通過互補但獨立的促瘤機制參與腫瘤微環境調控。這一空間異質性揭示為腫瘤-免疫互作研究提供了關鍵線索。
 
每個CRC部分中腫瘤周圍的細胞組成

2.Goblet細胞亞群可能呈現腫瘤轉化趨勢

在靠近SELENOP?巨噬細胞聚集區域，研究識別出一類表達REG1A/REG1B的杯狀細胞亞群。其轉錄特征介于典型Goblet細胞與腫瘤細胞之間，呈現出向腫瘤表型轉化的過渡狀態。這一發現提示其可能是腫瘤發生早期的過渡型細胞群體，為研究上皮腫瘤化的起始機制提供了新線索。
 
TME中兩個巨噬細胞亞群的鑒定和定位

3.高分辨率空間定位克隆擴增的抗腫瘤T細胞

結合Visium HD的2 μm原始分辨率數據、核分割算法與Xenium原位驗證平臺，研究團隊成功定位并驗證了一群克隆擴增的CD8? T細胞。這些T細胞主要富集于腫瘤邊緣表達CXCL9、CXCL10、CXCL11的免疫激活區域，并與STAB1?巨噬細胞和內皮細胞共定位，構成具有抗腫瘤潛力的免疫微環境熱點。該發現強調了Visium HD在空間解析免疫應答微環境中的獨特優勢。
 
原始數據與核分割算法揭示T細胞在TME中的空間定位

03、小結與展望

本研究基于10x Genomics Visium HD平臺，在FFPE組織中實現了極高的空間轉錄組分辨率，系統揭示了結直腸癌腫瘤微環境中免疫細胞的空間異質性與功能互作，尤其是在腫瘤邊緣區域識別出具有促瘤與抗瘤潛力的免疫亞群。這不僅為我們理解TME的動態演化提供了關鍵線索，也為免疫治療靶點的空間定位與早期篩查標志物的挖掘提供了全新思路。

隨著空間轉錄組技術從“宏觀可視”邁入“單細胞高清”的時代，Visium HD無疑為臨床樣本研究、轉化醫學探索乃至AI輔助診斷奠定了堅實基礎。未來，結合更大規模的樣本分析與算法進步，空間組學將在腫瘤研究和精準醫療中扮演愈發重要的角色。