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本研究利用高分辨率Visium HD空间转录组技术，对5例结直肠癌(CRC)患者的FFPE样本进行单细胞尺度分析，成功绘制了肿瘤微环境(TME)中免疫细胞的空间分布图谱。研究发现SPP1+ 和SELENOP+ 巨噬细胞亚群在肿瘤边界呈现差异化分布，并通过配体-受体相互作用调控T细胞功能。该成果发表于《Nature Genetics》，为理解CRC免疫逃逸机制提供了新的空间生物学视角。
结直肠癌(CRC)作为全球癌症相关死亡的主要原因之一，其五年生存率始终徘徊在较低水平。尽管基因组学研究已揭示CRC的分子亚型特征，但肿瘤微环境(TME)中免疫细胞的空间组织规律及其功能异质性仍是未解之谜。传统技术如bulk RNA测序会掩盖细胞异质性，而常规单细胞测序又丢失了关键的空间信息。这种认知空白严重制约了精准诊疗策略的开发，亟需高分辨率空间技术的突破。
10x Genomics公司的研究团队在《Nature Genetics》发表重要成果，通过自主研发的Visium HD空间转录组技术，结合Xenium原位分析平台，首次在单细胞尺度解析了CRC免疫微环境的空间架构。研究发现肿瘤边界存在功能迥异的巨噬细胞亚群，并鉴定出具有克隆扩增特征的T细胞生态位，这些发现为开发空间分辨的生物标志物提供了全新思路。
研究采用三大关键技术：1）Visium HD空间转录组（2μm分辨率，兼容FFPE样本）绘制全转录组空间图谱；2）Chromium Single Cell Flex构建26万细胞的单细胞参考数据集；3）Xenium原位技术（422基因panel）验证空间发现。样本来源于5例CRC患者的配对肿瘤和癌旁组织。
Visium HD实现单细胞尺度空间转录组分析
新型Visium HD技术将捕获区域密度提升至1100万个连续2μm特征点，较前代技术（55μm分辨率）实现数量级突破。通过CytAssist系统控制试剂流动，确保98%以上转录本准确定位于源组织区域。在结肠黏膜样本中，该技术可识别18个与形态特征精确对应的转录簇，而Visium v2仅能检测3个粗粒度簇。
CRC空间图谱揭示免疫细胞分布规律
整合3例CRC样本的8μm分箱数据，通过sketch分析鉴定出23个转录簇，包括肿瘤细胞、内皮细胞、T细胞等9大类。空间定位显示：CEACAM6+
肿瘤细胞形成明确病灶，COL1A1+
癌症相关成纤维细胞(CAF)富集于肿瘤边缘，而C1QC+
巨噬细胞成为边界区最丰富的免疫群体。通过50μm距离分析发现，SPP1+
巨噬细胞偏好分布于TGFBI+
/PERP+
肿瘤细胞周边，而SELENOP+
亚群则与REG1A+
/LCN2+
肿瘤细胞共定位。
巨噬细胞亚群驱动差异化免疫调控
通路分析显示：SPP1+
亚群显著富集KRAS信号和凝血通路基因，而SELENOP+
亚群高表达TNF-NF-κB通路相关基因。配体-受体分析揭示前者通过SPP1-CD44轴抑制T细胞功能，后者则通过B2M-KLRD1互作影响免疫代谢。值得注意的是，研究者发现一群同时表达REG1A和杯状细胞标志的过渡态细胞，可能代表肿瘤发生的早期事件。
克隆性T细胞的空间生态位特征
通过核分割算法处理2μm原始数据，首次在肿瘤边界定位到克隆扩增的CD8+
T细胞（占P5CRC样本T细胞的11%）。Xenium验证显示这些T细胞聚集于CXCL9/CXCL10/CXCL11+
生态位，周围环绕着STAB1+
巨噬细胞和JCHAIN+
B细胞，形成独特的免疫激活微环境。
该研究通过多组学空间技术联动，首次在单细胞尺度描绘了CRC免疫微环境的全景图谱。发现的空间特征化巨噬细胞亚群和T细胞生态位，为理解免疫编辑过程提供了新的理论框架。特别是鉴定出的过渡态杯状细胞和克隆性T细胞空间定位，为开发基于空间生物学的精准诊疗策略奠定了重要基础。Visium HD技术展现的强大解析能力，将推动肿瘤异质性和微环境互作研究的范式转变。
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