研究背景与核心成果 - 研究团队通过华大时空组学技术Stereo-seq及单细胞组学技术，创建了果蝇全发育周期的3D单细胞时空多组学图谱，解析了细胞类型分化的时空动态与核心调控网络[2][3][4] - 该成果为发育生物学提供了分子层面参考，并为发育缺陷及相关疾病机制研究奠定基础[4] 技术方法与数据规模 - 采用Stereo-seq技术搭配scRNA-seq和scATAC-seq，对果蝇胚胎每0.5-2小时及幼虫、蛹期关键阶段采样，生成超过380万个空间分辨的单细胞转录组[7] - 利用Spateo算法重建高精度3D模型，精准解析组织形态与基因表达的空间动态[7] 细胞分化与调控机制 - 构建果蝇胚胎发育的"分化轨迹地图"，发现不同胚层细胞沿特定路径分化，转录因子如新鉴定的CG42394和lncRNA:CR30009在神经、肠道等系统中起关键作用[9][14] - 果蝇与人类共享约70%疾病相关基因，其发育机制研究可为人类发育疾病提供参考[9] 组织分化空间模式 - 脂肪体分化呈分散式模式，细胞类型空间混合分布；前/后肠分化呈中心化特征，细胞按发育阶段聚集[13] - 中枢神经系统发育中，神经索后端与脑部前端在不同阶段主导形态变化，新发现跨膜蛋白和lncRNA参与神经母细胞迁移[14] 中肠发育动态与功能分区 - 幼虫期中肠干细胞已呈现区域特异性基因表达差异，为成虫期细胞再生奠定基础[18] - 胚胎期启动功能分区，幼虫期细胞类型多样化且与成虫阶段高度相似，蛹期分化为内外两层结构承担不同功能[19] - 发现转录因子exex调控中肠铜细胞发育，敲降exex导致铜细胞数量锐减及功能异常[22][24] 研究意义与团队贡献 - 该研究首次实现单细胞分辨率的果蝇全发育周期3D多组学图谱，为动物发育机制提供全新见解[25] - 华大生命科学研究院与南方科技大学团队通过多组学技术交叉融合，建立发育研究的参考范式[25]