同济大学张勇团队开发增强空间转录组数据分辨率的新方法“ImSpiRE”

同济大学张勇团队开发增强空间转录组数据分辨率的新方法“ImSpiRE”

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腾讯

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同济大学张勇教授团队开发了一种名为ImSpiRE的新方法，通过图像特征辅助来提升空间转录组数据的分辨率。该方法能够将数据的空间分辨率增强到接近单细胞水平，有助于发现复杂的组织结构、细胞间的信号交流，并提供组织结构和生物学发现的新见解。

现有的空间转录组技术通常难以达到分析单个细胞的精度，这限制了对细胞间细微结构的研究。为了解决这一难题，张勇教授团队开发了ImSpiRE。ImSpiRE利用组织学图像中的信息来重新分配组织切片中的转录组数据，使研究人员能够提高空间转录组数据的空间分辨率，从而获得更清晰的基因表达图谱。

与现有技术不同，ImSpiRE能够将记录转录组信息的粗糙的“点”，通过最优传输方法细化为更精细的“块”，这个过程将会使这些“块”具有更高的分辨率。ImSpiRE不需要额外的单细胞数据或其他先验知识，适用性更广泛，还可以在未测量的区域重新构建缺失的基因表达信息，这使得它能够揭示更加复杂的组织结构和细胞间的信号交流。

ImSpiRE的工作流程

ImSpiRE通过三个步骤提高空间分辨率：首先基于组织学图像从点和块中提取图像特征，然后计算点和块之间的距离，最后通过最优传输方法将点中的基因表达重新分配到在块之中。这个过程将会产生具有更高分辨率的基因表达图谱。

研究团队已将ImSpiRE应用于多个生物数据集，包括小鼠和人类组织样本。结果显示，ImSpiRE不仅能够揭示复杂的组织结构，还有助于识别组织区域，发现更丰富的肿瘤配体-受体信号交流等。这些能力为理解疾病发展和组织发育提供了新的可能。

ImSpiRE为深入探索细胞和组织的复杂功能提供了强有力的工具，这一突破将助力癌症研究、神经科学和发育生物学等领域的发展。

本文原文来自Science China Life Sciences