《Histochemistry and Cell Biology》：February in focus in HCB: spatial transcriptomics
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本刊推荐一篇运用空间转录组学解析人类与小鼠肾上腺保守性经典标志基因的稿件。研究人员为评估小鼠模型对人类肾上腺疾病研究的适用性，利用Visium空间转录组学技术，首次绘制了跨物种肾上腺空间转录组图谱，鉴定出肾上腺皮质各分区及髓质中大量物种间保守的基因，显著增强了小鼠模型的转化研究价值。
在生物医学研究中，小鼠等啮齿类动物常被用作研究人类疾病的模型。然而，一个长期存在的争议是：这些动物模型在多大程度上能真实反映人类的生理和病理状态？特别是在器官的分子表达图谱层面，缺乏直接的、空间定位的跨物种比较证据。肾上腺作为一个重要的内分泌器官，其皮质和髓质分泌不同的激素，功能复杂。研究其分子构成对于理解相关疾病至关重要。如果能够证明人类和小鼠肾上腺在关键功能区域具有高度保守的基因表达模式，那么使用小鼠来模拟人类肾上腺疾病就将获得坚实的分子基础。反之，模型的局限性则需要被重新评估。这正是Blatkiewicz及其同事在《组织化学与细胞生物学》（Histochemistry and Cell Biology）上发表的研究所要回答的核心问题。
为了解决这一问题，研究团队转向了被称为“年度方法”的空间转录组学技术。这项技术能够同时获取组织切片中成千上万个转录本的信息，并精确定位它们所在的二维空间坐标，从而将基因表达与组织的解剖结构直接关联起来。利用这项强大的工具，研究人员开展了一项旨在绘制首个跨物种肾上腺空间转录组图谱的研究。他们采集了人类（冰冻切片）和小鼠（石蜡切片）的肾上腺样本，通过10× Genomics的Visium空间转录组学平台进行分析，目标直指在人类和小鼠肾上腺的对应解剖区域中，寻找那些共有的、具有标志性意义的基因——即保守的经典标志基因。
本研究主要采用了以下关键技术方法：1. 空间转录组学：使用10× Genomics Visium平台对组织切片进行全转录组空间表达分析。2. 跨物种样本比较：分析了一个人类肾上腺样本（来自cryosections）和四个小鼠肾上腺样本（来自paraffin sections）。3. 生物信息学分析：对产生的海量数据进行软件分析，以识别不同解剖区域的差异表达基因和保守基因集。
研究结果
保守的标志基因在肾上腺各区域的鉴定
研究人员按照肾上腺的解剖学分区进行了精细分析。肾上腺分为外层的皮质和内层的髓质。皮质又进一步分为三个带：最外层的球状带（Zona Glomerulosa, ZG）、中间的束状带（Zona Fasciculata, ZF）和內层的网状带（Zona Reticularis, ZR）。值得注意的是，小鼠缺乏明确的ZR，而是由一个不明确的短暂X带（ZX）所代表。通过对比人类和小鼠样本，他们在各个区域鉴定出了一系列保守的标志基因：
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在球状带（ZG）：鉴定出62个保守基因，其中包括醛固酮合酶基因CYP11B2。这些基因与矿物质皮质激素（主要是醛固酮）的合成功能相符。
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在束状带（ZF）：鉴定出7个保守基因，主要与糖皮质激素的生成相关。
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在网状带（ZR）/X带（ZX）：鉴定出18个保守基因，其中许多与代谢转录相关。这一发现颇为有趣，因为它提示在人类（ZR）和小鼠（ZX）这两个组织学结构不同的区域，却可能执行相似的代谢功能。
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在髓质：鉴定出数量惊人的697个保守基因。这些基因主要与神经内分泌特性以及儿茶酚胺（包括肾上腺素和去甲肾上腺素）的生物合成途径相关，强有力地支持了髓质作为儿茶酚胺分泌核心的功能保守性。
研究结论与意义
本研究通过空间转录组学技术，首次成功构建了人类与小鼠肾上腺的跨物种空间基因表达图谱。其核心结论在于，尽管在组织学上存在某些差异（如小鼠缺乏明确的ZR），但在肾上腺的功能核心区域——包括皮质各带（ZG, ZF, ZR/ZX）和髓质，人类和小鼠之间存在大量保守的经典标志基因。这些基因与其所在区域已知的分泌功能（如ZG的CYP11B2与醛固酮合成，髓质基因与儿茶酚胺合成）高度吻合。
这项研究的意义重大。首先，它从分子层面为使用小鼠作为模型来研究人类肾上腺生理和疾病提供了直接证据。通过定位和定义这些肾上腺分区特异的保守标志基因，极大地增强了小鼠肾上腺研究的转化相关性。其次，该研究构建的图谱本身就是一个宝贵的资源，为未来进一步研究肾上腺的发育、生理学以及病理学（如肾上腺皮质增生、腺瘤或嗜铬细胞瘤等）提供了全新的工具和靶点。它证实了在空间背景下进行跨物种转录组比较，是评估动物模型生理相关性的有力策略，这一范式也可推广至其他器官系统的研究。最终，这项工作不仅增进了我们对肾上腺生物学本身的理解，也为更可靠、更具预测性的临床前研究奠定了分子基础。
