單細胞空間分析的發展歷程

大量檢測方法如RNA測序和質譜檢測了底物中的平均RNA和蛋白質豐度。這些方法對研究群體水平的多樣性是有用的，但不能告訴我們單個細胞表型細胞不能單獨生存。

• 檢測分析物的豐富度 

• 研究群體的多樣性

單細胞分析技術，如流式細胞術和單細胞測序，可以提供樣品更高分辨率的圖像。通過捕獲單個細胞中的RNA和/或蛋白表達，我們可以對所有不同的細胞類型和功能狀態進行分類，以研究細胞水平的多樣性。然而，這種方法不能描述細胞間的空間組織和相互作用。

• 檢測分析物的豐富度 

• 研究群體的多樣性

• 區分細胞類型和功能狀態

空間生物學為單細胞分析增加了另一個維度。空間環境對于理解細胞如何組織和在組織景觀中如何驅動疾病進展和對治療的反應至關重要。通過單細胞分辨率全組織切片成像，多重成像所展示的空間表型揭示了這些空間關系和相互作用。

• 檢測分析物的豐富度 

• 研究群體的多樣性

• 區分細胞類型和功能狀態

• 描述細胞如何組織及相互關系

空間表型的互補分析方法

空間轉錄組揭示細胞狀態

轉錄組分析，即對樣本中RNA轉錄本的調查，是發現研究的有力工具。隨著新一代測序技術的出現，我們現在可以用RNA-seq分析整個轉錄組，單細胞RNA測序方法已經使分析單個細胞中的基因表達成為可能。

空間轉錄組學是一種新興的方法，可以量化組織切片中的轉錄組，在保留空間環境的同時進行細胞狀態分析。然而，目前的空間轉錄組學方法提供了高水平的多重分析，然而單細胞分析只能依賴于興趣區域或基于斑點的捕獲方法。未來基于成像的方法所提供的真正單細胞分辨率的方法可能會彌補這一差距。分析數百到數千份轉錄本的能力使空間轉錄組學成為發現和高度互補空間蛋白質組學的強大工具。

空間蛋白組學揭示細胞表型

蛋白是所有細胞的功能分子，并最終是幾乎所有生物過程的效應器。因此，絕大多數藥物的靶點是蛋白，這使得蛋白生物標記物在開發治療和診斷工具方面特別有用。

雖然復雜的轉錄組學方法已經被證明對發現研究非常有效，但蛋白組學正在迎頭趕上。空間蛋白組學是對蛋白及其在組織內的定位和動態的大規模分析。基于圖像的空間蛋白組學方法能夠以單細胞分辨率對整個組織切片上的40多個蛋白質標記進行定量和空間分析。

空間多組學方法將單細胞空間蛋白組數據與單細胞空間轉錄組數據整合在一起，為組織生物學提供了更全面的見解，并發現了新的生物標志物特征。