空间多组学技术spatial-Mux-seq实现组织内染色质特征、转录组与蛋白质的多模态同步解析

来自国际团队的研究人员开发了名为spatial-Mux-seq的革命性技术，首次实现单细胞分辨率下同步检测两种组蛋白修饰（histone modifications）、染色质可及性（chromatin accessibility）、全转录组（whole transcriptome）和蛋白质组（proteome）五种模态。该研究通过小鼠胚胎和脑组织应用，揭示了神经元分化过程中多组学层级的时空动态关系，发现放射状胶质细胞生态位存在独特的表观遗传信号空间模式，为组织异质性研究提供了超越单模态的整合分析范式。

　　

细胞表型与功能状态受到基因组(genome)、表观基因组(epigenome)、转录组(transcriptome)、蛋白质组(proteome)和代谢组(metabolome)多层级分子网络的精密调控。虽然空间组学技术已实现组织原位研究，但传统方法仅能捕获1-2种模态，严重限制了对细胞身份的全面解析。

这项突破性研究推出的spatial-Mux-seq技术，犹如给细胞装上了"分子全景相机"——在组织尺度且单细胞分辨率下，同步捕捉两种组蛋白修饰（如H3K27ac¹）、染色质开放状态（ATAC-seq原理）、全转录组表达谱以及定制化蛋白质panel的五维数据。研究人员将其应用于小鼠胚胎和大脑皮层，构建的多模态图谱比单模态数据多识别出30%的细胞亚群。

特别有趣的是，技术揭示了神经元分化过程中H3K4me3²修饰与染色质可及性的"时空接力"现象：早期神经前体细胞中开放的染色质区域，后期会被特定组蛋白修饰"标记锁定"。更令人振奋的是，在放射状胶质细胞（radial glia）微环境中，发现了像"分子极光"般动态变化的表观遗传信号梯度，这种空间编码模式可能指导着神经元的定向迁移。

这项技术突破如同打开了组织生物学的"第五维度"，将推动发育生物学、神经科学和肿瘤微环境等领域进入多组学整合研究的新纪元。