טכניקות טרנסקריפטומיות קונבנציונאליות חשפו הרבה על ביטוי גנים ברמת האוכלוסייה והרמת תאים יחיד-אך הם מתעלמים מגורם מכריע אחד: הקשר מרחבי. ברקמות שרירים ושלד, כאשר התפקוד תלוי מאוד במבנה ובארגון התא, אובדן מידע מרחבי יכול להיות החמצה של הזדמנויות לגילוי. טכנולוגיות כמו רצף RNA בתפזורת ורצף RNA של תאים יחיד אינם מצליחים לתפוס כיצד תאים שכנים מקיימים אינטראקציה או כיצד פעילות הגנים משתנה ברחבי ארכיטקטורת הרקמות. מגבלות אלה הפריעו זה מכבר במאמצים להבנה מלאה של התפתחות, פציעה ומחלות במערכת השלד השרירית. בשל אתגרים אלה, חקר עמוק יותר בטכניקות שנפתרו במרחב הפך חיוני יותר ויותר.
בסקירה מקיפה (DOI: 10.1038/S41413-025-00429-W) שפורסמה ב מחקר עצמות במאי 2025, חוקרים מהאוניברסיטה הרפואית של הביי, אוניברסיטת שיאמן ואוניברסיטת חאזונג למדע וטכנולוגיה מציגים ניתוח מעמיק של טרנסקריפטומיקה מרחבית ויישומיה המתעוררים במחקר שרירים ושלד. הצוות מקטלג את פריצות הדרך האחרונות בטכנולוגיות טרנסקריפטומיקה מרחבית (ST) ומתווה כיצד הם נפרסים לתאר מסלולי התפתחות ולחקור מחלות כמו דלקת פרקים וניוון שרירים. על ידי הצעת מסגרת מעשית לשילוב כלי ST בזרימות עבודה מחקריות, הכותבים שואפים להנחות מדענים המנווטים בתחום המתפתח במהירות זו.
הסקירה מנתחת את שתי המעמדות העיקריות של טכנולוגיות טרנסקריפטומיקה מרחבית (ST)-סיום מבוסס ומבוסס על רצף-מהווה את יכולותיהן, הסחר וההתאמה שלהם לסוגי רקמות שונות. טכניקות הדמיה כמו RNASCOPE וקרינה של שגיאות מרובות-שגיאות בהכלאה באתר (MERFISH) מספקות דיוק נקודתיות עבור קבוצה נבחרת של גנים, ואילו שיטות מבוססות רצף כמו VISIUM ו- STEREO-SEQ מספקות תצוגות רחבות ורוחות תעתיק על פני אזורי רקמות גדולות יותר.
החוקרים כבר מינפו כלים אלה כדי לחשוף את הכוריאוגרפיה המולקולרית של התפתחות הגפיים האנושיות, עקבות גומחות תאי גזע שלד, ולחשוף דפוסי גנים מרחביים בהפרעות כמו דלקת מפרקים שגרונית ופגיעות בגידים. במקרה מודגש, טרנסקריפטומיקה מרחבית מיפתה את הארכיטקטורה הסלולרית של הדיסק הבין חוליית, תוך זיהוי תאי אבות האחראים להתחדשות הרקמות. באחרת, זה האיר כיצד מקרופאגים יוצרי צלקת ותאי גזע מקיימים אינטראקציה כדי לחסום את תיקון השרירים לאחר טראומה. הסקירה מציגה גם מדריך שלב אחר שלב לבחירת פלטפורמות ST מתאימות המבוססות על גורמים כמו רזולוציה, עלות, ספציפיות מינים ומטרות מחקר-מה שהופך אותו למשאב קריטי למדענים הנכנסים למרחב זה.
טרנסקריפטומיקה מרחבית הוסיפה מימד חיוני להבנתנו בביולוגיה של השלד. זה מאפשר לנו להצביע על היכן הגנים פעילים בסביבת הרקמות השלמה, מקשרים בין תפקוד הגנים לארגון המרחבי. רמת תובנה זו היא פתיחת דלתות חדשות במחקר מחלות ופיתוח טיפול. כאשר אנו מצמצמים את הכלים ומרחיבים את הנגישות שלהם, אנו מצפים ש- ST תהפוך לטכניקה יסודית על פני רפואה אורטופדית ומחודשת. "
פרופ 'וויי חן, מחבר משותף למנתח אורטופדי באוניברסיטה הרפואית של הביי
היכולת למפות ביטוי גנים בחלל היא שינוי האופן בו אנו מבינים ומטפלים בתנאי שרירים ושלד. בביולוגיה התפתחותית, טרנסקריפטומיקה מרחבית מסייעת בתאר צמיחה נורמלית ולגלות חריגות מולדות. במחקר קליני זה חושף את המורכבות המרחבית של מחלות כמו דלקת מפרקים ניוונית, ומאפשר אסטרטגיות סיווג וטיפול מדויקות יותר. במבט קדימה, התקדמות במיפוי מרחבי תלת-ממדי, רב-מדיקה מרחבית ובינה מלאכותית תעביר עוד יותר את כוחו של ST. חידושים אלה עלולים להוביל לטיפולים בהתאמה אישית, שיפור ביו -חומרים לתיקון רקמות ומיקוד חכם יותר לתרופות – מיקום טרנסקריפטומיקה מרחבית בלב עתיד הרפואה השלד -השלד.
