近日，來自埃默里大學(xué)（Emory UniversIT(http://www.weberwork.com/sell/l_25/)y）的胡健教授團(tuán)隊(duì)與得克薩斯大學(xué)MD安德森癌癥中心（University of Texas MD Anderson Cancer Center）的王凌華教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合在《自然通訊(http://www.weberwork.com/sell/l_25/)》（Nature Communications）上發(fā)表了一項(xiàng)突破性的研究成果。該研究介紹了一種名為METI的新算法，這是一種用于深入剖析腫瘤生態(tài)系統(tǒng)的空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析框架。該研究由博士生蔣嘉匯擔(dān)任第一作者，胡健和王凌華作為共同通訊作者。

 

  METI的工作原理

 

METI是一種創(chuàng)新的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，它通過融合空間基因表達(dá)數(shù)據(jù)與病理學(xué)組織學(xué)特征，實(shí)現(xiàn)了對(duì)腫瘤生態(tài)系統(tǒng)的系統(tǒng)化分析。這種方法不僅能夠識(shí)別腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞，還能進(jìn)一步區(qū)分它們的亞群，從而提供更為詳細(xì)的細(xì)胞狀態(tài)信息。METI的輸入包括空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)、對(duì)應(yīng)的H&E染色組織切片圖像以及每個(gè)采樣點(diǎn)的位置坐標(biāo)。

 

  METI的模塊化分析框架

 

METI的分析流程由四個(gè)遞進(jìn)的模塊組成：

 

- **模塊1**：識(shí)別正常和癌前細(xì)胞，例如胃中的杯狀細(xì)胞；

- **模塊2**：鑒定腫瘤細(xì)胞富集區(qū)，并評(píng)估細(xì)胞狀態(tài)的多樣性；

- **模塊3**：專注于T細(xì)胞（包括CD4+和CD8+T細(xì)胞），并區(qū)分調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）和耗竭性T細(xì)胞（Tex）；

- **模塊4**：研究癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAFs），并進(jìn)一步細(xì)分為myCAFs、iCAFs和apCAFs。

 

每個(gè)模塊都能夠生成特定細(xì)胞類型的圖像分割結(jié)果、基因表達(dá)圖、整體分布以及細(xì)胞密度的三維空間可視化。

 

#### METI的應(yīng)用示例

 

在定位杯狀細(xì)胞的具體應(yīng)用案例中，METI展示了其獨(dú)特的圖像形態(tài)學(xué)和基因表達(dá)相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)。通過基因表達(dá)分析，METI成功地識(shí)別了杯狀細(xì)胞的高表達(dá)區(qū)域。然而，由于某些區(qū)域的mRNA量較低，單獨(dú)依靠基因表達(dá)分析無法完全識(shí)別所有杯狀細(xì)胞。通過結(jié)合圖像分割技術(shù)，并設(shè)置基于文獻(xiàn)報(bào)告的細(xì)胞形態(tài)特征的過濾條件，METI成功地識(shí)別并保留了這些細(xì)胞，從而彌補(bǔ)了基因表達(dá)分析的不足。

 

#### 結(jié)論

 

METI作為一個(gè)強(qiáng)大的工具(http://www.weberwork.com/sell/l_5/)，能夠有效地結(jié)合圖像形態(tài)學(xué)和基因表達(dá)分析，為研究者提供了一種新的手段來探索細(xì)胞類型的空間分布。隨著空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，METI有望成為研究人員進(jìn)行大規(guī)?？臻g轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析的重要輔助工具。