4月13日上午，“中国细胞生物学学会第十八次会员代表大会暨2023年全国学术大会·苏州”-空间转录组学技术与前沿分会场在苏州国际博览中心G馆成功举办，9位报告人从最前沿的空间组学技术、空间组学的算法开发到空间组学的生物学应用，覆盖整个空间组学这一生物医学研究的热点领域，给我们带了一场精彩纷呈的学术盛宴，让我们来简单回顾一下吧。

　　首先是来自华大生命科学研究院时空组学首席科学家陈奥研究员，他回顾了华大自主研发的超高通量、超高精度的时空组学技术Stereo-seq1， 以及基于该技术在胚胎发育、植物发育、脑科学、肿瘤等领域上取得的众多研究成果。此外，陈奥研究员从技术、装置、云平台三个方面详细介绍了时空组学2.0时代的发展趋势：实现高分辨率、大视场、多组学、多样本是时空技术的进一步突破，自动化、智能化设备赋能以产生超级数据，进而通过数据驱动，构建智能存算平台。进而，陈奥研究员特别提到了高精度3D重构装置，可用于解析“从头到尾”的生物组织结构。该3D重构方法的应用已初见成效，应用该装置已成功构建小鼠胚胎3D图谱并解析了细胞-细胞互作关系和基因表达情况。最后，陈奥研究员就时空组学领域的未来发展进行了展望。将生命科学的分子信息与临床医学的影像信息相结合，可真正地实现从基因型到表型信息的全贯穿，绘制出跨尺度、全景式的生命时空图谱。

　　第二位报告人是来自广州实验室的田鲁亦研究员，他介绍了空间组学前沿技术发展和其在胚胎发育中的研究。通过基于Slide-seq和激光切割的空间转录组测序技术，田鲁亦团队实现了小鼠早期胚胎的连续切片和三维重构，探究了小鼠胚胎头尾、背腹轴在发育过程中空间上的动态变化及其关键转录因子。此外，田鲁亦团队还通过特殊干预下胚胎与体外培养胚胎等模型对小鼠胚胎发育时空图谱进一步扩展，并比较了正常胚胎与pertubation条件下胚胎发育的差异。在技术革新方面，田鲁亦团队参与研发的Slide-tags2技术实现了适配单细胞测序技术的多模态空间位置标记。最后，田鲁亦研究员指出，“我们需要工业级别的数据生产力以及更好的数据解读模型”，进一步开发测序技术以及数据分析算法。

　　第三位报告人是来自广东省人民医院的费继锋教授，他利用模式生物蝾螈来研究再生过程，并基于Stereo-seq及单细胞转录组测序技术绘制了首个蝾螈端脑发育及再生的时空单细胞转录组图谱3，借助于Stereo-seq的极高分辨率，他的研究工作鉴定了蝾螈端脑再生过程中的重要细胞亚型，发现了一种损伤特异激活的室管膜胶质细胞，并详细描述了其在再生过程中的细胞谱系变化及分子特征，比较了再生状态与发育状态间的关联，揭示其可能是脑损伤再生的细胞来源。基于以上初步研究，费继锋团队将进一步进行跨物种比较，并通过成像技术与空间转录组技术相结合的策略，建立蝾螈的基因编辑工具和谱系示踪工具，深入探究脑再生过程中动态细胞的迁移及其转录调控，为更全面地理解再生并实现哺乳动物乃至人类的损伤修复提供一些线索。

　　第四位报告人是同济大学的王晨飞教授，他简要介绍了单细胞和空间组学相关的算法开发工作。王晨飞团队开发的STRIDE4，能够通过基于单细胞转录组数据训练的topic modeling对低分辨率空间转录组数据进行反卷积，实现单细胞级别的细胞类型鉴定，从算法层面提高空间组数据的分辨率。此外，针对高分辨率的空间转录组数据，王晨飞团队开发了新型细胞分割工具SpaceDivider，通过基于图像的初步分割，及基于转录本的二次分割，更精准地确定了细胞边界。

　　第五位报告人是中国科学院分子细胞科学卓越创新中心惠利健组的吴柏华博士。吴博团队基于高分辨率Stereo-seq空间转录组技术和单细胞转录组技术生成了胆汁淤积性肝损伤和修复的时空图谱，向我们展示了空间多组学技术的实际科研应用。基于该图谱，吴博团队探究了参与肝区域性损伤修复的细胞并发现了一类类肝前体细胞的新亚型。此外，他们还结合空间位置信息深入探究肝再生相关信号通路的变化。这项研究不仅为理解和探究区域性肝损伤和修复提供了重要的资源和帮助，也展示了空间转录组技术在探究疾病致病机制中的广阔前景。

　　第六位报告人是中国科学院分子细胞科学卓越创新中心的陈洛南研究员。陈老师从计算生物学家的角度给我们介绍了他们团队在单细胞和空间组学上开发的算法和一些见解，他们把网络和熵的概念用到生物学问题上，将一个细胞看作一个网络，通过网络来提取基因特征和内在关联，从而看到了从基因层面未能识别的细胞状态。同时陈老师还提出临界理论，利用络预测疾病，寻找络标志物5。除了在单细胞上的方法开发，陈老师及其团队集成了组织学、基因表达、空间位置和生物学背景，开发了stMVC6。

　　第七位报告人是中科院广州生物医药与健康研究院的彭广敦研究员，他给我们介绍了他们实验室在胚胎发育和疾病研究中一系列的空间组学研究成果。从他们早期利用Geo-seq技术7构建小鼠原肠运动时期的时空转录图谱8，到对非人灵长类动物食蟹猴原肠后胚胎的3D重构9，以及正在进行的小鼠早期器官发生时期的空间转录组学研究。此外，为了解决大样本及完整的胚胎表达重构问题，彭老师及其研究团队开发了Coordinate-seq技术，获取了小鼠胚胎发育第9.5天到第18.5天十四个时期的数据，以绘制早期发育全时期的3D图谱。其中，他们团队特别关注小鼠胚胎发育的第13.5天，构建了所有主要器官的整体空间转录组图谱，并研究了胚胎发育的分子调控模式，发现这一时期多个器官间存在共调控模块10。近期，他们团队开发了空间多组学技术（MISAR-seq)11，成功实现了同一组织样本上染色质可及性和基因表达的联合空间组学分析。除了在胚胎发育上的研究，空间组学技术在疾病、肿瘤、损伤再生等多个领域都展现出极具潜力的应用价值。

　　第八位报告人是华中农业大学的曹罡教授。曹老师介绍了他们组近期开发的很多新技术，如空间成像的π-FISH13, 多组学双端原位测序MiP-seq14，对完整小鼠大脑成像的3D in situ sequencing以及connectome。此外，曹老师还分享了基于神经生物学以及神经病原学的生物学背景，设计病毒携带不同的barcode片段，而后将病毒注射到脑内核团，利用病毒将barcode带到不同的脑区位置。以Virus-tracing 的方式，结合最终的测序来解析神经元之间的关系，建立脑内的神经环路，该方法有望用于神经疾病的相关研究。这些技术给众多领域带来了新的研究途径，有望能帮助生物学家进一步解码生物学奥秘。

　　最后一位报告人是来自杭州华大生命科学研究院的王明月博士，她详细分享了果蝇胚胎和幼虫发育过程中高分辨率3D结构图谱的构建，并介绍了她的团队对三维空间组数据分析方向的初步探索：通过对果蝇胚胎、幼虫及蛹全时期的scRNA-seq、scATAC-seq及Stereo-seq的多组学数据的深入解析，探究果蝇早期细胞分化的空间动力学及器官形成的时空运动轨迹，并构建3D的果蝇早期发育的空间调控网络。最后，王博分析了当前面临的一些挑战，并指明了扩展当前的转录组图谱以形成完整的发育3D时空转录组图谱的发展愿景15。

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