N-Orbit：迈向一种用于比较组织微环境的通用模型和度量标准

《Nature Communications》：N-Orbit: towards a universal model and metric for comparing tissue microenvironments

　　

摘要

空间组学技术有助于全面探索发育和疾病过程中的组织微环境。然而，目前仍缺乏一个用于在多种生物学背景下建模和比较组织结构的理论框架。我们提出了N-Orbit这一数学模型，该模型能够捕捉细胞类型组成以及组织内细胞邻域之间的空间关系，并将这些信息编码为向量以方便进行距离计算。虽然N-Orbit本身并不是一种邻域检测方法，但它能够增强从各种新开发方法生成的邻域数据中获得的洞察力。我们在包含真实邻域信息和临床结果的空间组学数据集上对基于N-Orbit的邻域距离度量方法进行了评估。结果表明，N-Orbit在区分不同类型的邻域、预测临床变量以及识别跨物种的同源结构方面优于基于细胞类型富集的度量方法。此外，N-Orbit还能通过将邻域追溯到特定的空间模式来提高模型的可解释性。N-Orbit在深化我们对组织微环境在发育、疾病和进化过程中如何重塑的理解方面具有巨大潜力。