空间转录组数据多模态可视化工具研究取得进展

来源：营养与健康所 2023-06-05 10:45

目前已有工具可以将二维切片的基因表达模式进行可视化，或者进一步堆叠多张切片并形成组织的三维静态视图，但在三维空间中对空间转录组数据的分子特征和空间形态进行交互式探索仍然是一个难点。

中国科学院上海营养与健康研究所等研究人员在《核酸研究》（Nucleic Acids Research）上在线发表了题为SMDB: a Spatial Multimodal Data Browser的最新研究成果。该项工作为研究人员提供了空间多模态数据的交互可视化探索工具。

通过对组织器官的原位基因表达信息分析，高分辨率空间转录组学极大地提升了科研人员对组织结构的理解，从而在神经科学、发育生物学以及疾病研究等重要领域取得了突破。随着空间转录组学为代表的空间多组学技术的不断发展，其在空间多模态数据构建图谱以及疾病治疗中发挥了越来越重要的作用，不仅揭示了新的疾病特征，还能诠释异常的细胞状态与病变组织关联起来的潜在因果机制。

目前已有工具可以将二维切片的基因表达模式进行可视化，或者进一步堆叠多张切片并形成组织的三维静态视图，但在三维空间中对空间转录组数据的分子特征和空间形态进行交互式探索仍然是一个难点。

营养与健康所研究人员研发的SMDB（Spatial Multimodal Data Browser）工具（https://www.biosino.org/smdb）支持人们对空间转录组等多模态数据在二维和三维空间中进行交互式探索；在二维空间中，通过加载H E染色图像、基于基因表达的分子簇等，实现二维切片的分割以及基因表达特征边界的识别，进而推动组织构成的分析；在三维空间中，为研究人员提供灵活过滤采样点重建形态学可视化，同时还可利用高分辨率的分子亚型扩展解剖结构的精度。为了提升用户体验，SMDB提供了可定制的工作空间，用于互动探索组织中的空间转录组采样点。此外，该研究还预置了脑科学研究机构Allen Institute的小鼠大脑解剖图集，为鼠脑形态学研究提供了方便快捷的参考，同时也为研究空间形态学和各种组织的生物功能之间的复杂关系提供了全面有效的一站式解决方案。

该研究获得了国家、中国科学院战略性先导科技专项、科学技术部国家重点研发计划、上海市科技重大专项等的支持。

SMDB三维形态学重构示意图

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