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一、概述：空间多组学日益成为研究热点和方向
组学目前主要是指基因组（Genomics）、转录组（Transcriptomics）、蛋白质组（Proteomics）与代谢组（Metabonoics） 。 与单细胞蛋白质组学主要是细胞的分群分析不同 ， 空间多组学的特点是更加强调空间xyz轴的位置分布以及分析具有共同特点的一组生物体（组织形态相同或细胞类型相同） 。
近几年 ， 空间组学（Spatial omics）的热度与日俱增 。 可以说 ， 空间多组学技术已“引爆”科研界 。 自2020年 ， 该技术被NatureMethods评为年度技术方法之后 ， 在2021年大量科学先后报道了该技术在不同领域重大突破和发现 。 近日 ， 又上榜《Nature》2022值得年度关注的七大榜单技术 。 同时 ， 在国内外空间组学会议频率增加、新技术与新仪器应运而生、文章发表逐年递增 。
2021年利用空间转录组技术发文章呈井喷式增长 ， 其中正式发表文章40余篇 ， 而空间转录组学为特色的预印本bioRxiv搜索“空间转录组学（spatialtranscriptomics）”一词 ， 获得了500余条结果 ， 其中80余条是在2021年提交的 ， 2021年是空间转录组技术应用好文发表突飞猛进的一年 。
【Nature 年度技术 生命科学下个风口：空间多组学技术（上）】
图表1 2016年-2021年空间转录组文章发表趋势和影响因子分布
通过检索空间转录组发表文章的数据分析来看 ， 该技术在2021年中得到广泛应用 ， 并且文章影响因子主要集中在10~20分区间 ， 其占比高达39% ， 其次在30分以上占比达到30% ， 由此可见空间转录组前沿技术的应用极大提升了文章的质量和档次 。
图表2 空间转录组不同组织应用发表文献统计
当今时代 ， 肿瘤及其他疾病依然对人类健康造成重大威胁 。 随着空间多组学技术时代的到来 ， 基于外周血、大块组织活检的生物标志物发现将不能满足转化医学及临床研究的需求 。 新冠疫情暴露出人类对于各类疾病 ， 如感染在致病机理以及组织器官损伤机理的理解比较有限 ， 如何建立快速有效的组织空间生物标志物发现以及药物筛选平台 ， 如何与临床病理学相结合是未来研究的主要方向 。
基于上面数据 ， 不难看出来前期研究 ， 脑组织空间基因表达探索最为广泛 ， 还有心脏组织、肝组织前列腺组织；空间多组学必将是未来多个医学领域的研究热点和方向 。
二、技术进展
随着各领域研究的迅猛发展 ， 空间转录组学进步最大 ， 次之为三维基因组学 。 以下将分别介绍其技术进展 。
（一）空间转录组技术进展
生物学研究的重要目标 ， 是理解正常和病理状态下细胞的特点和功能 。 近十几年 ， 转录组技术飞速发展 ， 如今可从全基因组尺度对基因表达进行定量测量 ， 极大地推进了对细胞功能的理解 。
转录组技术的发展主要经历了三个阶段：
第一个阶段是对大量混合细胞进行转录组测序（bulk transcriptome） 。
第二个阶段是对单细胞进行转录组测序（single cell transcriptome） ， 该方法将对细胞基因表达的认识推进到单细胞的层面 ， 目前已在新细胞类型的发现 ， 揭示细胞异质性等方面展现出优势 。 但是 ， 目前的单细胞转录组测序方法仍存在一定局限性 ， 由于单细胞悬液的获得需要对组织进行酶解 ， 悬液中的单细胞失去了组织空间位置信息 。
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