大家好，欢迎观看《时空日报》第147期。本期介绍的时空/细胞组学相关研究文章共计3篇。以下是应用时空云平台STOmics Cloud的StereoCopilot模块生成的文章概要，并辅以人工审核，供了解参考。
1、BIDCell：用于亚细胞空间转录组学数据分割的生物信息自监督学习
BIDCell: Biologically-informed self-supervised learning for segmentation of subcellular spatial transcriptomics data
Nature Communications; IF:16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-44560-w
内容概要：
① 亚细胞成像转录组学平台的最新进展实现了基因表达的高分辨率空间图谱，同时也为准确识别细胞和分配转录本带来了重大的分析挑战。现有的方法在细胞分割方面困难重重，经常导致细胞破碎或细胞过多，从而捕获到被污染的表达。为此，该研究提出了一种基于自监督深度学习的框架—BIDCell，具有生物信息损失函数（biologically-informed loss functions），可学习空间解析基因表达与细胞形态之间的关系。
② BIDCell将细胞类型数据（包括来自公共资源库的单细胞转录组学数据）与细胞形态信息结合在一起。BIDCell使用了一个综合评估框架，该框架由五个互补类别的细胞分割性能指标组成。
③ 研究证明了BIDCell在各种组织类型和技术平台上的表现优于其他目前已有方法，研究结果凸显了BIDCell在显著增强单细胞空间表达分析方面的潜力，从而为生物发现做出贡献。
生信工具；自监督学习，细胞分割，细胞类型，细胞形态，基因表达，空间转录组学数据；Xiaohang Fu, Yingxin Lin, Jean Y. H. Yang; The University of Sydney, 医卫大数据深析实验室（D24H）; Australia, 中国.
2、口腔黏膜下纤维化演变的口腔鳞状细胞癌及其肿瘤微环境的空间转录组学和代谢组学景观
Spatial transcriptomic and metabolomic landscapes of oral submucous fibrosis-derived oral squamous cell carcinoma and its tumor microenvironment
Advanced Science; IF:15.100; DOI: 10.1002/advs.202306515
内容概要：
① 在南亚和东南亚，咀嚼槟榔的习惯很普遍，这导致了口腔黏膜下纤维化（oral submucous fibrosis，OSF）。OSF是一种成熟的癌前病变，部分OSF病例最终发展为口腔鳞状细胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）。然而，目前对OSCC由OSF恶性转变的具体分子机制还知之甚少。
② 该研究整合了空间转录组学（Spatial Transcriptomics，ST）和空间代谢组学（Spatial Metabolomics，SM）的前沿技术，获得了癌细胞、成纤维细胞和免疫细胞的空间位置信息，以及OSF演变的OSCC组织的转录组学和代谢组学景观。
③ 首次揭示了一些OSF演变的OSCC细胞在原位癌（in situ carcinoma，ISC）区域内发生部分上皮-间质转化（partial epithelial–mesenchymal transition，pEMT），最终获得成纤维细胞样表型并参与胶原沉积，并证实了肿瘤微环境中上皮细胞、成纤维细胞和免疫细胞之间复杂的相互作用。
④ 最重要的是，该研究发现OSF演变的OSCC中存在重大的代谢重编程现象，包括多胺代谢异常，这可能在促进肿瘤发生和免疫逃逸方面发挥关键作用。研究中的ST和SM数据为破译OSF演变的OSCC的机制提供了新的线索，也为预防和治疗OSCC提供了宝贵的见解。
疾病研究；口腔黏膜下纤维化，口腔鳞状细胞癌，肿瘤微环境，代谢重编程，空间转录组学，空间代谢组学；Yuan Zhi, Qian Wang, Moxin Zi, Zhaojian Gong, Wei Xiong, Zhaoyang Zeng; 中南大学湘雅二医院，中南大学；中国.
3、利用空间组学开发肉瘤的精准治疗方法
Leveraging spatial omics for the development of precision sarcoma treatments
Trends in Pharmacological Sciences; IF:13.800; DOI: 10.1016/j.tips.2023.12.006
内容概要：
① 肉瘤（sarcomas）是源自骨骼或软组织的罕见异质性癌症，是儿童和青少年中发病率第二高的实体瘤。由于儿童肉瘤的复杂性，在过去几十年中，儿童肉瘤治疗药物的研发进展甚微。
② 现有的治疗方法主要局限于化疗、放疗和手术。由于对肉瘤肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）和不同亚型中明确定义的靶抗原了解有限，因此有必要采用另一种研究方法来改进治疗。
③ 空间组学技术的最新进展允许对多种癌症的TME进行更全面的研究。该综述讨论了空间组学技术助力科研人员在一些癌症的TME的理解取得的进展，并探讨了这些技术如何推动肉瘤（尤其是儿童肉瘤）精准治疗的发展。
④ 具体而言，利用空间组学可以进行细胞表型鉴定，研究组织中的细胞成分，揭示儿童肉瘤的基因和分子图谱，并测量不同实体癌TME中细胞间的相互作用。此外，空间组学还可以揭示与肿瘤行为、患者生存和治疗响应相关的空间特征，并有可能帮助识别新的治疗靶点，改善儿童肉瘤精确治疗的患者选择。