2016年Science里程碑论文提出空间转录组学，能在保留组织位置信息的同时分析全转录组。十年间，这项技术持续加深人类对发育和疾病的理解。
“位置、位置、位置！”这句谚语强调房地产价值由地理语境决定。在生物学里它同样适用：由基因表达编码的分子程序的结果，受细胞所在组织环境的塑造。科学家一直在寻找一种方法，在转录组水平(细胞内全部RNA转录本)分析基因表达，同时保留显微镜可达到的空间分辨率，换句话说，捕捉哪些基因被表达、在哪里表达。2016年Science上的里程碑论文给出了一个解决方案，Ståhl 等人介绍了称为空间转录组学的技术。
这项技术由瑞典卡罗林斯卡医学院等机构的研究者开发。它的做法是将组织切片置于带有唯一位置条形码的阵列化逆转录引物上，再进行反转录、测序和计算重建。这样，研究者既能得到定量基因表达数据，又能保留 mRNA 在组织切片中的二维位置信息。在2016年的论文里，研究团队从小鼠大脑和人类乳腺癌样本获得了保持空间信息的 RNA 测序数据。
在此之前，RNA测序等方法能记录细胞内的基因表达，却往往丢失位置信息，许多方法还需要繁琐的单细胞分离。空间转录组学的突破在于，它把“哪里表达”和“表达什么”结合在一起，无需先打碎组织。
在随后十年里，这类空间分辨的转录组技术通过学界与产业的反馈循环持续进步。它已被用于绘制发育中的组织图谱、解析肿瘤内部的异质性、追踪免疫细胞在病变组织中的分布，以及理解神经疾病和癌症的机制。例如在乳腺癌研究中，空间转录组学能显示癌细胞与周围微环境中不同细胞类型如何排列和互动。
空间转录组学大体分为两类思路。一类基于测序，先在逆转录前用位置条形码给完整切片上的RNA编码，再测序；另一类基于成像，用荧光原位杂交等手段在组织中直接可视化目标转录本。近年来，方法的空间分辨率不断提高，已能逼近单个细胞的水平，也让研究者能把空间转录组与单细胞转录组结合，获得更完整的图景。
这项技术的意义在于，它改变了研究者提问的方式。过去，基因表达数据像一份没有地址的清单；现在，每个读数都附带它在组织中的坐标。这让“位置”重新成为生物学研究的核心变量，也让人更清楚地看到，同样的基因在不同组织环境中可能产生截然不同的结果。
原文：https://www.nature.com/articles/d41586-026-02212-1