华大开发空间组学分析框架，为复杂生物系统机制研究提供全新工具

现有的空间转录组技术大多针对单样本设计，难以处理多样本数据（如对比样本、时间序列、三维空间等），这严重阻碍了多样本研究的深入，限制了对复杂生物系统的认知。4月21日，华大生命科学研究院在空间组学领域获得重大突破。研究团队首次提出了一套名为“Stereopy”的分析框架，系统性地解决了多样本空间转录组数据联合分析的难题，为复杂生物系统的机制研究提供了全新工具。成果在《自然·通讯》（Nature Communications）发表。

《自然·通讯》官网截图。

Stereopy整体框架图。

据介绍，Stereopy框架包含三大核心组件——MsData容器能够统一接口、管理海量数据，支持多样本快速调用与灵活操作；MSS控制器为智能化中枢系统，可自动追踪数据依赖关系，生成可视化结果；MS-ST转换器可以灵活适配多样本分析需求，既能整合全局数据，也能拆分验证局部结果。

据悉，Stereopy框架在数据处理的效率与可靠性的提升，得益于三大算法，显著提升了数据处理的效率与可靠性，为多维度研究提供了标准化解决方案。

其中，Stereopy-CCD算法能够精准识别疾病样本与正常样本的细胞群落差异。相较于其他算法，CCD还可以对不同条件下的多样本进行联合结构域识别。Stereopy-TGPI算法首次实现了时空维度联合解析，同时考虑基因在空间分布和时序变化上的一致性，不仅可以识别发育过程中连续变化的基因，还可以建立动态的时序基因调控网络，破解发育与疾病进程的分子密码。Stereopy-NicheReg3D算法突破了二维限制，以单细胞分辨率重建三维细胞微环境、这一算法通过整合细胞间通讯和基因调控网络模型，提高了针对特定情境预测的准确性，为器官发生研究提供全新视角。

记者了解到，Stereopy框架的相关成果已应用于脑发育、肿瘤微环境等前沿领域。目前，Stereopy开源工具已被全球科研人员下载超4.8万次，服务了数千个研究项目，有望推动空间组学技术标准化，加速精准医学、新药研发等领域的突破。

（本文图片来自《自然·通讯》官网）

编辑 黄力雯 审读 伊诺 二审 李怡天 三审 郑蔚珩