作為全球領(lǐng)先的亞細(xì)胞級(jí)分辨率空間組學(xué)技術(shù),Stereo-seq不僅在方法學(xué)上持續(xù)精進(jìn),更在基礎(chǔ)科研、臨床轉(zhuǎn)化與工具開發(fā)等多維度產(chǎn)出一系列重磅突破。截至2025年12月31日,Stereo-seq已助力全球科研人員發(fā)表研究文章463篇(含數(shù)據(jù)引用文章和預(yù)印文章)。
從發(fā)文結(jié)構(gòu)來看,Stereo-seq成果覆蓋生長(zhǎng)發(fā)育、腦科學(xué)、疾病研究、再生醫(yī)學(xué)、植物科學(xué)、生命演化及生物信息工具等多個(gè)方向,展現(xiàn)出強(qiáng)大的技術(shù)普適性。
從影響因子上看,基于Stereo-seq產(chǎn)出的研究成果,影響因子大于20的占比達(dá)到20%,多項(xiàng)研究更是登上Cell、Nature、Science等期刊,充分彰顯了Stereo-seq在高分辨率解析生命時(shí)空動(dòng)態(tài)規(guī)律方面的重要作用。
在此,我們特別整理了2025年基于Stereo-seq開展的部分關(guān)鍵研究,以及支撐時(shí)空轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析的算法工具,期待這份“生命科學(xué)知識(shí)大禮包”,助力您的科研之路迸發(fā)更多新思路。
技術(shù)基石持續(xù)夯實(shí):從“看見”到“看清、看懂”
2025年,時(shí)空組學(xué)技術(shù)迎來重要更新,Stereo-seq V2方法學(xué)文章在Cell正式發(fā)表,實(shí)現(xiàn)了對(duì)FFPE樣本的高分辨率全轉(zhuǎn)錄組檢測(cè),為臨床研究提供了更強(qiáng)大的底層工具支撐。同時(shí),時(shí)空轉(zhuǎn)錄組FFPE V1.1煥新發(fā)布,為海量的臨床存檔樣本打開了高分辨率空間分析的大門,極大拓展了技術(shù)的應(yīng)用邊界。
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Stereo-seq V2圖形摘要
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生信分析工具是挖掘時(shí)空數(shù)據(jù)寶藏的“鑰匙”。2025年,時(shí)空組學(xué)領(lǐng)域多款關(guān)鍵算法工具發(fā)布。發(fā)表在 Cell Systems上的空間算法工具SpaTrack,可充分整合細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組和空間信息,構(gòu)建細(xì)胞分化的動(dòng)態(tài)軌跡。發(fā)表在Nature Communications上的時(shí)空組學(xué)分析工具Stereopy,可系統(tǒng)性地解決多樣本空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)聯(lián)合分析的難題。
發(fā)表在Briefings in Bioinformatics上的算法工具StereoMM,通過深度學(xué)習(xí)框架開創(chuàng)性地實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)與病理特征的融合,可實(shí)現(xiàn)對(duì)空間域的精確識(shí)別,并在患者分類任務(wù)中展現(xiàn)出良好的判別性能。
這些工具的井噴式發(fā)展,為解析復(fù)雜時(shí)空數(shù)據(jù)提供了有力保障。值得一提的是,2022年在Cell發(fā)表的Stereo-seq方法學(xué)文章影響力持續(xù)擴(kuò)大,被引用次數(shù)已超過1400次。
生命起源與發(fā)育解碼:繪制從胚胎到器官的“時(shí)空?qǐng)D譜”
理解生命如何從單個(gè)細(xì)胞發(fā)展為復(fù)雜個(gè)體,是發(fā)育生物學(xué)長(zhǎng)期關(guān)注的基本科學(xué)問題與研究目標(biāo)。2025年,Stereo-seq助力科學(xué)家們以前所未有的清晰度描繪了這一過程。
胚胎發(fā)育全景揭秘:2025年6月,研究人員利用Stereo-seq成功構(gòu)建全球首個(gè)單細(xì)胞精度的小鼠“3D數(shù)字胚胎”,并首次揭示了影響小鼠心臟、前腸等器官原基發(fā)育的關(guān)鍵信號(hào)。該研究成果為哺乳動(dòng)物早期器官發(fā)育提供重要參考圖譜,更為先天性心臟病等出生缺陷防治提供基礎(chǔ)科學(xué)依據(jù),相關(guān)成果在Cell發(fā)布。
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研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的小鼠“3D數(shù)字胚胎”
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器官再生與修復(fù)探索:在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,2025年4月,研究人員通過Stereo-seq等技術(shù),首次構(gòu)建了斑馬魚心臟再生全過程的高分辨率時(shí)空動(dòng)態(tài)圖譜,詳細(xì)刻畫了心肌細(xì)胞從響應(yīng)損傷到完成再生的全周期動(dòng)態(tài)細(xì)胞生物學(xué)過程,為心臟再生醫(yī)學(xué)研究提供了突破性理論框架與資源平臺(tái)。
此外,2025年6月,研究人員基于Stereo-seq技術(shù)和高通量測(cè)序平臺(tái)DNBSEQ-T10,首次發(fā)現(xiàn)Aldh1a2基因的表達(dá)不足導(dǎo)致的視黃酸合成不足是高等哺乳動(dòng)物小鼠耳廓再生失敗的核心機(jī)制。在激活該基因后,小鼠耳廓實(shí)現(xiàn)再生。這為深入理解進(jìn)化過程中哺乳動(dòng)物的再生能力丟失提供了新的見解,并為再生醫(yī)學(xué)和人類受損器官的重建與再生提供了重要靶標(biāo),相關(guān)成果在Science發(fā)布。
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哺乳動(dòng)物再生能力的演化
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腦科學(xué)與神經(jīng)領(lǐng)域:揭開“最復(fù)雜器官”的層層面紗
大腦的復(fù)雜性遠(yuǎn)超想象,而空間異質(zhì)性是其核心特征。2025年,Stereo-seq在腦科學(xué)領(lǐng)域斬獲關(guān)鍵進(jìn)展,助力介觀腦圖譜大科學(xué)協(xié)作成果取得多項(xiàng)重要突破。
聚焦意識(shí)“中樞”:意識(shí)從何而來?諾貝爾獎(jiǎng)得主Francis Crick曾指出,屏狀核是意識(shí)產(chǎn)生的關(guān)鍵區(qū)域。2025年,研究人員基于Stereo-seq構(gòu)建了全球首個(gè)非人靈長(zhǎng)類屏狀核多模態(tài)圖譜,揭示了獼猴與嚙齒類動(dòng)物的屏狀核結(jié)構(gòu)、細(xì)胞類型和分布存在顯著性差異,首次證實(shí)了屏狀核不同功能區(qū)內(nèi)富含特異的神經(jīng)元,為理解人類意識(shí)產(chǎn)生的進(jìn)化機(jī)制提供了新的研究思路,也為語言、精神類疾病的研究和治療提供了潛在靶點(diǎn)。相關(guān)研究以封面文章形式在Cell發(fā)表。
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Cell 封面
解碼“記憶橡皮擦”:阿爾茨海默病的早期診斷是全球醫(yī)學(xué)界面臨的重大挑戰(zhàn),2025年,研究團(tuán)隊(duì)繪制了全球首個(gè)阿爾茨海默病患者海馬體的單細(xì)胞分辨率“時(shí)空?qǐng)D譜”,精準(zhǔn)解析了阿爾茨海默病患者海馬體不同功能分區(qū)的細(xì)胞組成、基因表達(dá)模式及其空間分布。本研究不僅揭示了阿爾茨海默病發(fā)生的關(guān)鍵分子機(jī)制,還發(fā)現(xiàn)了具有診斷價(jià)值的血液標(biāo)志物,為臨床提供了更便捷、精準(zhǔn)的診斷工具。相關(guān)成果以封面文章形式發(fā)表于Neuron。
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Neuron 封面
疾病研究與臨床轉(zhuǎn)化:精準(zhǔn)定位腫瘤、免疫與感染的“戰(zhàn)場(chǎng)”
疾病研究是時(shí)空組學(xué)技術(shù)展現(xiàn)臨床價(jià)值的核心方向。2025年,Stereo-seq助力研究人員在多種疾病研究中取得了關(guān)鍵進(jìn)展。
腫瘤免疫多維組學(xué)解析: 憑借“納米級(jí)分辨率”和“厘米級(jí)全景視場(chǎng)”,Stereo-seq技術(shù)為腫瘤微環(huán)境研究提供了前所未有的空間維度洞察。2025年1月,針對(duì)被稱為“兒童腫瘤之王”的神經(jīng)母細(xì)胞瘤(NB),研究人員利用Stereo-seq技術(shù)發(fā)現(xiàn),其腫瘤微環(huán)境中配體分子CD112/CD155的表達(dá)存在異質(zhì)性,這為開發(fā)新的神經(jīng)母細(xì)胞瘤免疫療法提供了理論依據(jù)。
2025年4月,研究人員利用Stereo-seq等技術(shù)首次繪制出肝細(xì)胞癌中三級(jí)淋巴結(jié)構(gòu)(TLS)的全景發(fā)育圖譜,為肝細(xì)胞癌及其它癌癥的早期診斷和新型免疫治療方案的開發(fā)提供重要參考。
2025年10月,研究人員基于Stereo-seq等技術(shù),系統(tǒng)繪制了食管鱗癌促轉(zhuǎn)移腫瘤微環(huán)境(TME)的單細(xì)胞空間圖譜,鑒定出一個(gè)由轉(zhuǎn)錄因子PRRX1驅(qū)動(dòng)、具有顯著免疫抑制功能的GPR116?周細(xì)胞亞群,為未來臨床干預(yù)提供了新策略。
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自主開發(fā)的TLS鑒定流程,在肝細(xì)胞癌組織中原位鑒定TLS
這些研究,正在從空間維度上重新解析腫瘤內(nèi)部不同的免疫功能區(qū)域,為發(fā)現(xiàn)新的免疫治療生物標(biāo)志物和設(shè)計(jì)聯(lián)合療法提供了堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。
感染與免疫應(yīng)答的空間解碼:在感染與免疫領(lǐng)域,Stereo-seq技術(shù)能夠精確刻畫免疫細(xì)胞的時(shí)空行為。2025年2月,研究人員基于Stereo-seq和snRNA-seq技術(shù),在CVB3病毒感染的小鼠模型中繪制出暴發(fā)性心肌炎(FM)時(shí)空動(dòng)態(tài)基因圖譜,精確地界定了感染區(qū)域以及空間細(xì)胞間的相互作用模式,為分析FM的發(fā)病機(jī)制提供了新的視角,并為開發(fā)新的治療策略奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2025年5月,在包蟲病(俗稱“蟲癌”)的研究中,研究人員利用Stereo-seq技術(shù),解析了感染小鼠肝臟病灶內(nèi)免疫細(xì)胞的空間分布格局與動(dòng)態(tài)應(yīng)答過程,為開發(fā)泡型包蟲病早期診斷標(biāo)志物和靶向治療策略提供了關(guān)鍵理論依據(jù)。
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暴發(fā)性心肌炎(FM)小鼠的時(shí)空發(fā)育圖譜
跨物種與進(jìn)化生物學(xué):從植物到動(dòng)物的生命“多樣性之歌”
Stereo-seq的應(yīng)用遠(yuǎn)不止于人類和哺乳動(dòng)物,2025年其在多物種研究中也展現(xiàn)了巨大潛力。
植物科學(xué)邁入空間時(shí)代:2025年2月,Stereo-seq助力研究人員繪制首個(gè)國(guó)產(chǎn)大豆全生命周期器官發(fā)育時(shí)空?qǐng)D譜,首次實(shí)現(xiàn)了大豆基因表達(dá)在發(fā)育階段、細(xì)胞類型和空間定位的精準(zhǔn)解析,為破解大豆器官發(fā)育機(jī)制提供了里程碑式資源。
2025年4月,Stereo-seq助力研究人員首次構(gòu)建植物發(fā)育花芽時(shí)空?qǐng)D譜并重建其細(xì)胞譜系,深化了對(duì)被子植物生殖器官演化的理解。2025年4月,研究人員利用Stereo-seq和DNBelab C4等技術(shù),在單細(xì)胞水平上解密了迄今最完整的擬南芥葉片衰老的過程,相關(guān)成果在Cell發(fā)布。
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擬南芥單細(xì)胞圖譜
生命演化與物種比較: 2025年5月,Stereo-seq助力研究人員構(gòu)建了羊膜類跨物種單細(xì)胞圖譜,系統(tǒng)揭示了爬行類、鳥類與哺乳類大腦細(xì)胞類型的保守性與多樣性演化規(guī)律。
2025年4月,Stereo-seq助力研究人員解析了蜜蜂社會(huì)行為分化過程中基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的空間異質(zhì)性,構(gòu)建了行為可塑性與大腦調(diào)控之間的聯(lián)系模型,為深入理解昆蟲社會(huì)行為背后的分子機(jī)制提供了系統(tǒng)框架,也為理解復(fù)雜行為如何由分子機(jī)制精細(xì)調(diào)控提供了新范式。
回望2025,每一項(xiàng)成果的背后,都是全球科學(xué)家們對(duì)生命奧秘的不懈探索,也是對(duì)Stereo-seq技術(shù)能力的極致驗(yàn)證。從技術(shù)革新到科學(xué)發(fā)現(xiàn),從基礎(chǔ)研究到臨床轉(zhuǎn)化,華大時(shí)空組學(xué)正以前所未有的速度和精度,推動(dòng)著生命科學(xué)各領(lǐng)域的范式變革。
展望2026,隨著技術(shù)的不斷成熟、分析工具的日益智能以及全球合作網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步擴(kuò)大,Stereo-seq將繼續(xù)引領(lǐng)空間組學(xué)的發(fā)展,助力研究人員在生命發(fā)育、腦科學(xué)、疾病研究、植物研究等領(lǐng)域取得更多創(chuàng)新成果。
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