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空间组学工作流程能够在组织空间背景下开展分子分析。尽管组织硬度具有预后价值，但此类方法尚未纳入直接的力学测量。这一缺失源于诸多挑战，包括样本需求量大、通量低、需要专用设备以及数据配准过程复杂等。在此，我们提出 mechanoMaST（将力学特性映射至空间转录组学），这是首个将绝对力学测量与空间组学相结合的工作流程。该方法将基于原子力显微镜的纳米压痕硬度图谱与相邻组织冰冻切片的空间转录组图谱进行配对。随后，通过计算方法对两种模态进行共同配准，从而以100 μm的分辨率实现直接的空间相关分析；同时，通过误差传播对映射精度进行量化，提供与空间基因表达直接关联的真实力学数据。我们在人结直肠癌肝转移组织中验证了 mechanoMaST，基于10例患者构建了空间资源，并揭示了一个由4个基因组成的硬度特征。mechanoMaST可轻松拓展至发育和疾病过程中的其他组织，并可进一步应用于相邻切片中的其他空间组学模态。
MechanoMaST——用于对机械和转录组组织数据进行空间配准的多模态流程 | bioRxiv
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# MechanoMaST——用于对机械和转录组组织数据进行空间配准的多模态流程
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doi： https://doi.org/10.64898/2026.08.29.747727
Linda Decker¹ ¹细胞生物学与生物物理学部，欧洲分子生物学实验室，德国海德堡； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 Linda Decker 的 ORCID 记录
Dmitrii Olisov² ²基因组生物学部，欧洲分子生物学实验室，德国海德堡； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 Dmitrii Olisov 的 ORCID 记录
Nikolai Schleussner³ ³科隆大学医学院及科隆大学医院普通外科、腹部外科、胸外科与移植外科，德国科隆； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者
Hendrik Wiethoff⁴ ⁴普通病理学与病理解剖学，海德堡大学医院，德国海德堡； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者
Thomas Schmidt³ ³科隆大学医学院及科隆大学医院普通外科、腹部外科、胸外科与移植外科，德国科隆； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 Thomas Schmidt 的 ORCID 记录
Henrik Nienhueser⁵ ⁵普通外科、腹部外科与移植外科，海德堡大学医院，德国海德堡 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者
Thomas Moritz Pausch⁵ ⁵普通外科、腹部外科与移植外科，海德堡大学医院，德国海德堡 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 Thomas Moritz Pausch 的 ORCID 记录
Jan Oliver Korbel² ²基因组生物学部，欧洲分子生物学实验室，德国海德堡； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 Jan Oliver Korbel 的 ORCID 记录
Alba Diz-Munoz¹ ¹细胞生物学与生物物理学部，欧洲分子生物学实验室，德国海德堡； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 Alba Diz-Munoz 的 ORCID 记录
通讯作者： diz{at}embl.de
## 摘要
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## 摘要
空间组学工作流程能够在组织空间背景下开展分子分析。尽管组织刚度具有预后价值，但这些方法尚未纳入直接的机械测量。这一缺失源于多项挑战，包括样本要求高、通量低、需要专门设备以及数据配准过程复杂。
在此，我们介绍 mechanoMaST（mechanics mapped to spatial transcriptomics，将机械特性映射至空间转录组学），这是首个将绝对机械测量与空间组学相结合的工作流程。该方法将基于原子力显微镜的纳米压痕刚度图谱，与来自相邻组织冷冻切片的空间转录组学图谱相配对。随后，通过计算方法对这两种模态进行共同配准，从而实现 100 μm 分辨率下的直接空间相关分析；同时通过误差传播对映射精度进行量化，获得与空间基因表达直接关联的真实机械数据。
我们在人类结直肠癌肝转移样本中展示了 mechanoMaST 的应用，基于 10 例患者构建了一个空间资源，并揭示了一个由四个基因组成的刚度特征。mechanoMaST 易于适配其他组织以及不同的发育和疾病状态，并可扩展至相邻切片中的其他空间组学模态。
## 利益冲突声明
## 资助信息声明
Fritz-Thyssen 基金会，10.22.1.008MN 欧洲分子生物学实验室， https://ror.org/03mstc592 海德堡—曼海姆健康与生命科学联盟 默克科学与艺术协会转化医学博士奖学金
## 版权
版权持有人为本预印本的作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
本预印本依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议 公开提供。
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发布于 2026 年 8 月 31 日。 下载 PDF 补充材料 电子邮件
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Linda Decker， Dmitrii Olisov， Nikolai Schleussner， Hendrik Wiethoff， Thomas Schmidt， Henrik Nienhueser， Thomas Moritz Pausch， Jan Oliver Korbel， Alba Diz-Munoz
bioRxiv 2026.08.29.747727； doi： https://doi.org/10.64898/2026.08.29.747727
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# MechanoMaST——用于对机械和转录组组织数据进行空间配准的多模态流程
Linda Decker， Dmitrii Olisov， Nikolai Schleussner， Hendrik Wiethoff， Thomas Schmidt， Henrik Nienhueser， Thomas Moritz Pausch， Jan Oliver Korbel， Alba Diz-Munoz
bioRxiv 2026.08.29.747727； doi： https://doi.org/10.64898/2026.08.29.747727
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.29.747727v1?rss=1
🏷️ 空间转录组学 组织力学 原子力显微镜 多模态数据配准 结直肠癌肝转移 空间组学