《The Journal of Pathology》：Unraveling the spatial landscape of dystrophinopathies: a transcriptomic approach to Becker and Duchenne muscular dystrophies
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肌营养不良症是由DMD基因的致病变异引起的，导致抗肌萎缩蛋白的部分缺失（贝克尔型，BMD）或完全缺失（杜氏型，DMD）。BMD和DMD的特征是进行性肌肉萎缩、脂肪替代、纤维化及功能丧失。为了研究组织病理学变化，研究人员利用Visium空间转录组学技术分析了肌营
肌营养不良症是由DMD基因的致病变异引起的，导致抗肌萎缩蛋白的部分缺失（贝克尔型，BMD）或完全缺失（杜氏型，DMD）。BMD和DMD的特征是进行性肌肉萎缩、脂肪替代、纤维化及功能丧失。为了研究组织病理学变化，研究人员利用Visium空间转录组学技术分析了肌营养不良症患者（n?=?8）和健康对照者（n?=?4）的骨骼肌活检样本。研究人员应用反卷积策略并结合先前发表的单核RNA测序数据，估算了样本中细胞类型的比例及其空间定位。研究人员在脂肪斑块富集区域和活跃病变区域识别出了成纤维脂肪祖细胞（FAPs）等细胞类型及相关基因。利用配体-受体对表达数据分析，研究人员强调了导致纤维化和脂肪性病变的细胞间通讯（CCC）。最后，通过对邻近肌肉和脂肪区域的基因表达梯度分析，研究人员鉴定了与即将转化为脂肪的肌肉区域相关的基因。? 2026 The Author(s). The Journal of Pathologypublished by John Wiley & Sons Ltd on behalf of The Pathological Society of Great Britain and Ireland.
论文解读：解析肌营养不良症的空间转录组学图谱
本研究聚焦于由DMD基因突变引起的肌营养不良症，包括贝克尔肌营养不良（BMD）和杜氏肌营养不良（DMD）。这类疾病的核心病理特征是由于抗肌萎缩蛋白（dystrophin）的缺失或功能受损，导致肌纤维稳定性下降，进而引发慢性炎症反应、再生障碍以及最终的纤维脂肪组织替代。尽管既往研究揭示了部分分子特征，但对于肌肉组织如何被纤维脂肪组织替代的具体机制，尤其是驱动这一过程的关键基因和细胞类型及其空间相互作用仍知之甚少。为此，研究人员采用空间转录组学技术，结合组织学图像与基因表达数据，旨在系统描绘肌营养不良症患者的骨骼肌活检样本中的细胞类型变化及基因表达特征，相关成果发表在《The Journal of Pathology》。
在研究技术方法上，研究人员纳入了8例肌营养不良症患者（DYS）和4例健康对照者（HC）的骨骼肌活检样本。利用10x Genomics的Visium平台进行空间转录组测序，并通过手动绘制掩膜（mask）结合苏木精-伊红（H&E）染色图像进行组织区域注释。研究人员采用CARD算法结合已发表的单核RNA测序（snRNAseq）参考数据对Visium斑点进行反卷积以推断细胞类型组成。此外，还运用了LIANA+和Tensor-Cell2Cell进行细胞间通讯（CCC）分析，并利用SPATA2识别与脂肪组织相关的空间可变基因。
研究结果主要分为以下几个部分：
肌营养不良症空间转录组数据集
研究人员成功构建了包含12个样本的空间转录组数据集。组织学分析显示，健康对照组样本组织构成相对均一，而DYS样本则表现出显著的异质性，包括纤维化、脂肪浸润、炎症及肌纤维大小不一等病变。免疫荧光染色进一步证实了纤维化标志物纤维连接蛋白1（FN1）在病变区域的富集。
空间转录组数据揭示肌营养不良症中IIx型肌纤维丢失及结缔组织增加
通过对模块评分（module scoring）分析，研究人员发现DYS样本中IIx型肌纤维（由MYH1标记）的比例显著低于健康对照组（平均2.49% vs 17.33%），而结缔组织模块评分则在DYS样本中显著增加（26.55% vs 3.24%）。这表明快肌纤维在肌营养不良症中尤为脆弱，且结缔组织增生是主要的病理改变。
与肌纤维类型组成相关的差异基因表达分析
伪批量差异基因表达分析显示，大多数差异表达基因（DEGs）出现在I型和IIa型肌纤维模块中。这些基因包括再生标志物（如SPARC、MYH8）和胶原基因（如COL1A2、COL3A1）的上调，以及参与肌肉收缩和代谢基因（如ATP2A1、PGM1）的下调。值得注意的是，DMD基因表达水平在DYS样本中普遍降低，且在慢肌纤维（Type I）中相对富集。
通过反卷积揭示组织病变中FAPs和脂肪细胞的富集
利用snRNAseq参考数据进行反卷积分析发现，DYS样本中成纤维脂肪祖细胞（FAPs）和脂肪细胞的百分比显著高于健康对照（FAPs: 7.27% vs 0.30%; 脂肪细胞: 0.71% vs 0.14%）。空间映射显示，FAPs主要聚集在脂肪斑块周围和内膜纤维化区域，而脂肪细胞则定位于终末期病理区域。
肌肉内脂肪沉积周围的细胞间通讯揭示FAPs、脂肪细胞和肌纤维的串扰
针对脂肪沉积周围区域的细胞间通讯分析表明，在不同层次（L0-L1, L1-L2, L2-L3）存在特异性的配体-受体（L-R）对富集。例如，最接近脂肪层的L0-L1层富集了LPL^LRP1配对，其中脂肪细胞作为发送者（sender），表达LPL，而邻近的FAPs作为接收者（receiver），表达LRP1。这一发现揭示了FAPs在病变微环境中通过特定信号通路促进脂肪生成的潜在机制。
表征空间相关的脂肪组织标志物
通过比较脂肪区域与非脂肪区域的基因表达，研究人员鉴定了一系列脂肪组织标志物，如ADIPOQ、SCD和PLIN1。SPATA2分析进一步识别出随距离脂肪区域远近呈梯度变化的基因（如FABP4、FTL），这些基因可能预示着尚未发生形态学改变的肌肉区域正趋向于脂肪转化。
在讨论部分，研究人员指出，本研究首次利用空间转录组学技术在人类骨骼肌样本中揭示了肌营养不良症的分子病理特征。研究证实快肌纤维对肌营养不良症尤为敏感，并确立了FAPs作为驱动纤维化和脂肪沉积的核心细胞群。通过分析脂肪沉积边缘的细胞间通讯，特别是LPL^LRP1信号轴，为理解肌肉向脂肪转化的机制提供了新视角。尽管研究受限于样本来源的差异性和Visium技术无法达到单细胞分辨率，但其鉴定出的新型标志物（如LPL、LRP1、FTL）为未来监测肌营养不良症的疾病进展及评估治疗反应提供了潜在的生物标志物。
