空间分辨转录组学分析骨髓纤维化脾脏揭示区室特异性微环境程序

《Experimental Hematology & Oncology》:Spatially resolved transcriptomic profiling of myelofibrosis spleen reveals compartment specific niche programs

【字体: 时间:2026年08月04日 来源:Experimental Hematology & Oncology 17.5

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  骨髓纤维化(MF)脾肿大不仅反映髓外造血(EMH),还反映了脾脏微环境在空间上划分为不同微环境的区室化组织。研究人员使用空间全转录组分析对来自三名MF患者的FFPE脾脏组织,探究了三个解剖学定义的区室:血管内(IV)、血管周围(PV)和红髓(RP)。通过成对区

  
骨髓纤维化(MF)脾肿大不仅反映髓外造血(EMH),还反映了脾脏微环境在空间上划分为不同微环境的区室化组织。研究人员使用空间全转录组分析对来自三名MF患者的FFPE脾脏组织,探究了三个解剖学定义的区室:血管内(IV)、血管周围(PV)和红髓(RP)。通过成对区室对比并采用Benjamini-Hochberg错误发现率校正(FDR<0.05,|log2FC|≥1)评估差异表达,并通过每个区室相关两个对比的方向一致性定义区室“核心特征”。IV感兴趣区域(ROIs)显示内皮/粘附和血管应激程序(例如,PECAM1、VCAM1;抗氧化酶)。PV ROIs以纤维重塑和免疫结构信号为特征(COL1A1/COL3A1、LOXL1、MMP2/TIMP1;HLA-DRA/CD74),包括CXCL12,与PV微环境耦合细胞外基质重塑和造血保留信号一致。RP ROIs捕获了与EMH相关的红系/血红素程序(ALAS2、FECH、BLVRB)以及应激和炎症警报素(S100A8/S100A9)。总之,这些发现支持MF脾脏中的区室“分工”:血管界面激活、PV重塑/趋化因子微环境和RP EMH/氧化还原应激,为将脾肿大解释为结构化的微环境依赖性提供了一个空间框架,并为后续验证优先考虑候选微环境依赖性。
**论文解读:骨髓纤维化脾脏空间转录组学揭示区室特异性微环境程序**

**研究背景与动机**
骨髓纤维化(MF)是一种BCR::ABL1阴性的骨髓增殖性肿瘤,由克隆性造血干/祖细胞及促炎、促纤维化微环境驱动。持续的细胞因子与生长因子信号重塑造血微环境,促进异常细胞外基质(ECM)沉积和血管生成重塑,最终导致骨髓(BM)衰竭和全身性炎症。脾肿大作为晚期MF的核心特征,不仅反映髓外造血(EMH),更可能涉及脾脏微环境的空间区室化,形成病理微环境以维持异常造血与免疫激活。然而,此前在人类脾脏微解剖结构中解析这些过程的数据极为有限。因此,研究人员开展本研究,旨在通过空间分辨转录组学技术,系统阐明MF脾脏不同解剖区室的特异性微环境程序,为理解脾肿大的机制性依赖提供框架,并优先筛选候选微环境干预靶点。该论文发表在《Experimental Hematology》。

**关键技术方法**
研究人员采用数字空间分析技术(GeoMx DSP WTA,Digital Spatial Profiler Whole Transcriptome Atlas),对三例明确诊断MF患者的福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)脾脏切片进行全转录组空间分析。将感兴趣区域(ROIs)注释为三个解剖学定义的区室:血管内(IV)、血管周围(PV)和红髓(RP)。通过成对区室对比(IV-PV、IV-RP、PV-RP),使用Benjamini-Hochberg错误发现率(FDR)校正(FDR<0.05,|log2FC|≥1)评估差异表达,并通过每个区室相关两个对比的方向一致性定义区室“核心特征”。样本队列来源为三例临床明确MF患者。

**研究结果**

**IV区室核心特征**
通过IV与PV及IV与RP的成对对比,IV区室核心特征包括内皮标志物(PECAM1、VCAM1)、基底膜/ECM成分(COL4A2、COL5A2、FN1、TNC)、氧化应激防御酶(CAT、SOD1、PRDX2)以及炎症/铁处理介质(CCL2、FTH1)。这些转录本支持一个血管壁邻近程序,表明内皮激活与基质重塑可能促进炎症应激下造血细胞和免疫细胞的异常运输、粘附和保留。

**PV区室核心特征**
PV区室核心特征以纤维重塑和免疫结构基质程序为主,包括胶原(COL1A1、COL3A1)、基质重塑酶(LOXL1、MMP2、TIMP1)、粘附/炎症分子(ICAM1)、抗原呈递分子(HLA-DRA、CD74)以及趋化因子(CXCL12、CXCL9、CCL2、CXCL2)。该模式与PV微环境耦合ECM重塑和免疫组织与趋化因子介导的保留信号一致,可能稳定支持EMH的微环境,构成一个“保留与重塑”层。

**RP区室核心特征**
RP区室核心特征捕获了EMH相关的红系/血红素和应激反应程序,包括ALAS2、FECH、BLVRB、GPX1、SELENOT、FTH1、CA2、S100A8和S100A9,与EMH“输出”区室一致,以红系分化、氧化还原失衡和髓系激活为特征。珠蛋白基因未出现在核心特征中,这可能是由于严格的定义策略和样本量有限,不应解释为红系细胞缺失。

**功能富集分析**
对区室核心特征进行功能富集分析,进一步支持IV内皮/粘附程序、PV ECM重塑和趋化因子富集的基质微环境,以及RP红系/血红素和氧化应激程序(补充表3)。

**讨论与结论**
研究结果支持MF脾脏中的区室“分工”:(i)血管内激活界面,(ii)以ECM重塑为特征的血管周围纤维炎症微环境,以及(iii)反映伴有红系/氧化还原应激和警报素信号(S100A8/S100A9)的EMH的红髓区室。这一空间框架为脾肿大提供了机制视角,表明血管激活和PV重塑可能创造允许性微环境,维持EMH和炎症反馈循环,而红髓反映下游造血输出和应激生物学。研究局限性包括患者数量有限、缺乏非MF脾脏对照以及缺乏正交蛋白水平验证。因此,这些特征应被视为假设生成的区室分辨率程序,而非确定的MF特异性改变。需要更大规模的对照研究,使用更高分辨率的空间平台来确定疾病特异性并将这些程序分配给特定的细胞亚群。
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