一、技术原理与优势
1.SMI技术：通过高分辨率的空间分子成像，SMI技术能够在单细胞水平上对肿瘤组织中的基因表达进行可视化分析。它使用特定的基因panel（如960个基因），结合形态学标记（如p53、IBA1、GFAP、Syto13），实现对肿瘤细胞和微环境细胞的精准定位与分子特征解析。
2.DSP技术：DSP技术则是一种基于微流控芯片的高通量空间转录组学分析平台，能够同时检测肿瘤组织中数千个基因的表达水平。它使用更全面的基因panel（如GeoMX Human Whole Transcriptome RNA panel），结合形态学标记，实现对肿瘤微环境复杂性的全面解析。
二、研究发现与分析
1.肿瘤核心与浸润脑组织的细胞组成差异：
SMI技术分析显示，胶质母细胞瘤肿瘤核心和浸润脑组织的单细胞空间谱存在显著差异。肿瘤核心区域富含恶性间充质样（MES-like）状态的细胞，而浸润脑组织区域则富含神经祖细胞（NPC-like）、少突胶质前体细胞（OPC-like）和星形胶质细胞（AC-like）状态的细胞。
这种差异反映了胶质母细胞瘤细胞在侵袭过程中发生的细胞状态转变，即从具有高度侵袭性和耐药性的MES-like状态转变为更具神经发育特征的NPC-like、OPC-like和AC-like状态。
2.肿瘤微环境对细胞状态的影响：
研究发现，肿瘤微环境中的细胞外基质、细胞因子和免疫细胞等因素对胶质母细胞瘤细胞的侵袭和细胞状态转变具有重要影响。例如，在坏死区和微血管增生区，MES-like状态的细胞与肿瘤相关巨噬细胞和血管细胞富集，并表达与血管生长和稳态相关的基因。
侵入性脑组织中的胶质母细胞瘤细胞上调了与Notch信号通路、神经突触和细胞分化相关的基因模块，表明这些基因在肿瘤扩散中可能起到重要作用。
3.空间轨迹分析揭示细胞状态转变：
通过空间轨迹分析，研究揭示了胶质母细胞瘤细胞从肿瘤核心到浸润脑组织的侵袭路径及其伴随的细胞状态转变。在肿瘤核心区域，恶性细胞主要呈现MES-like状态；而在侵入正常脑组织后，这些细胞逐渐转变为NPC-like、OPC-like和AC-like状态。
这种细胞状态转变与患者的预后密切相关。侵入性脑组织中基因模块的高表达与患者较差的生存率相关，表明理解并干预这些细胞状态转变可能为改善患者预后提供新的思路。
4.多组学联合分析揭示治疗靶点：
结合单细胞RNA测序（scRNA-seq）和DSP技术，研究进一步揭示了胶质母细胞瘤微环境中细胞间的相互作用和信号传导通路。例如，通过CellChat分析推断不同GBM细胞类型之间的受体-激动剂相互作用，确定了由大部分分泌的配体和其受体组成的多样化网络。
这些发现为开发针对胶质母细胞瘤的新型治疗策略提供了潜在的靶点。例如，针对Notch信号通路或神经突触相关基因的干预可能抑制肿瘤细胞的侵袭和扩散。
