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同一组织区域内的基因表达模式可能呈现相似的相关性或富集特征，但其在区域内部及区域边界处的组织方式仍可能不同。我们提出 TileScope，这一框架用于分析预定义组织区域内的基因和转录程序、区域的组成部分，以及区域与邻近区域之间的接触。TileScope 综合考察区域富集、区域内相关性、随距离变化的交叉相关性，以及特定边界附近的表达差异。通过重复进行空间划分并汇总共识结果，可以了解这些测量如何受斑点或细胞分组方式的影响。我们基于胶质母细胞瘤和肝细胞癌数据构建了 30 种受控情形，涵盖 10 种空间表达场景。结果显示，综合测量能够区分单项统计指标难以判别的表达布局，包括重合斑块、梯度，以及局限于区域边界的表达。在 30 张人类胶质母细胞瘤切片中，TileScope 区分了共同的区域富集与区域内部的协变，并识别出一种缺氧相关表达：尽管其区域内相关性可以忽略不计，却局限于区域边界。在新获取的对照组和髓系靶向 MCT1 敲除（KO）原位 GL261 小鼠胶质瘤 Visium 表达谱中，增殖和髓系程序均在肿瘤周边富集，但在周边区域内呈现相反的相关性。在两种样本中，靠近肿瘤侧边界处的增殖表达均较高；而髓系表达在对照组中于靠近肿瘤侧边界处较高，在 KO 条件下则在周边内部更远处较高。对胶质母细胞瘤和乳腺癌样本的 Xenium 应用表明，该方法可用于间距不规则的单个细胞以及不同的区域……注释。TileScope 提供基因与程序之间关系的空间显式描述，将其在组织区室内的分布格局与其对聚合的敏感性联系起来。
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摘要
同一组织区域内的基因表达模式可能呈现相似的相关性或富集情况，但其在区域内部及边界处的组织方式仍可能不同。我们提出 TileScope，这一分析框架用于研究预定义组织区域内的基因和转录程序、区域组成部分，以及这些区域与邻近区域的接触界面。TileScope 综合考察区域富集、区域内相关性、随距离变化的交叉相关性，以及特定边界附近的表达差异。通过重复进行空间划分并汇总得到共识结果，可以揭示这些测量指标如何受斑点或细胞分组方式影响。
基于胶质母细胞瘤和肝细胞癌数据构建的 30 种受控情形，涵盖十种空间表达模式。在这些情形中，综合测量能够区分单项统计指标难以判别的表达排列，包括重合斑块、梯度，以及局限于区域边界的表达。在 30 张人类胶质母细胞瘤切片中，TileScope 区分了共同的区域富集与内部协变，并发现缺氧相关表达局限于区域边界附近，尽管其区域内相关性可以忽略不计。
在新采集的 Visium 数据中，研究对象为对照组和髓系细胞靶向的 MCT1 敲除（KO）原位 GL261 小鼠胶质瘤。增殖和髓系程序在肿瘤周边区域均表现出富集，但二者在周边区域内部的相关性方向相反。在两个样本中，靠近肿瘤侧边界处的增殖表达均较高；而髓系表达在对照组中靠近肿瘤侧边界处较高，在 KO 条件下则在周边区域内部更远处较高。TileScope 还应用于胶质母细胞瘤和乳腺癌样本的 Xenium 分析。
已展示了在细胞分布不规则、且具有不同区域注释的情况下的可行性。TileScope 对基因与程序之间的关系提供具有空间定位信息的描述，将它们在组织区室中的组织方式与其对聚集分析的敏感性联系起来。
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作者声明不存在竞争利益。
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本预印本的版权归作者／资助方所有；其已授予 bioRxiv 永久展示本预印本的许可。
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发布于 2026 年 11 月 3 日。
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TileScope 对空间基因表达关系的量化超越了共定位
Nikolski Macha，Maialen Arrieta-Lobo，Sébastian Lillo，Benjamin Dartigues，Domitille Chalopin，Maya Saleh，Thomas Daubon
bioRxiv
2026.10.29.762851；
doi：https://doi.org/10.64898/2026.10.29.762851
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TileScope 对空间基因表达关系的量化超越了共定位
Nikolski Macha，Maialen Arrieta-Lobo，Sébastian Lillo，Benjamin
Dartigues、Domitille Chalopin、Maya Saleh、Thomas Daubon
bioRxiv 2026.10.29.762851；doi：https://doi.org/10.64898/2026.10.29.762851
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关键词：空间转录组学 · 空间基因表达 · 空间交叉相关 · 组织边界分析 · 区域富集 · 空间聚合敏感性
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.29.762851v1?rss=1