空间组学(Spatial Omics)是一门新兴的前沿交叉学科,旨在研究生物体内多种分子的空间分布特征、相互作用及其与疾病发生发展的关系。近年来,空间组学已成为生物医学研究的热点方向 (Science 2023)。其中,空间转录组(Nat Methods 2020)和空间蛋白质组(Nat Methods 2024)分别被评为2020和2024年度方法。
质谱成像(Mass Spectrometry Imaging)作为空间组学研究的核心技术之一,可以在组织空间维度检测多种生物分子(如代谢物、蛋白质、脂类、核酸等)和金属元素(包括同位素)的含量与分布特征,构建多维化学信息图谱,在基础研究和临床转化领域均展现出广阔的应用前景(Nat Methods 2023)。
2022年,高能所建成了空间组学质谱平台(Spatial Omics Mass Spectrometry Facility, SOMSF),仪器详情参见仪器设备,测试服务信息请见测试服务)。平台集成了多套国际先进的质谱成像系统,包括解吸电喷雾-静电场轨道阱质谱成像系统(DESI-Q Exactive)和激光剥蚀-电感耦合等离子体飞行时间质谱成像系统(LA-ICP-TOFMS),并配备了完善的前处理和数据处理系统。依托该平台,我们将围绕空间多组学技术,从单细胞-组织-整体动物等多个尺度,开展空间代谢组学(Spatial Metabolomics)、空间金属组学(Spatial Metallomics)和空间蛋白质组学(Spatial Proteomics)的方法学开发与应用研究。
平台正与高能所同步辐射装置——北京同步辐射装置(BSRF)和高能同步辐射光源(HEPS)——紧密结合,构建质谱与同步辐射技术的多模态空间组学解析体系,以获得更加全面、丰富的空间组学信息。

空间组学请见如下报告。
中国科学院高能物理研究所 丰伟悦
《激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱技术元素成像分析及生物医学应用》
https://www.bilibili.com/video/av845424685
中国医学科学院院药物研究所 贺玖明
《质谱成像新技术与空间分辨代谢组学新方法及其医药应用研究》
https://www.bilibili.com/video/av968901703
Bernd Bodenmiller,University of Zurich
Multiscale analysis of in situ tumor biology towards precision medicine
https://www.youtube.com/watch?v=lU_RmHlMz_I
更多关于空间组学的报告,可见:
https://spatialomics.net/talks/
Frontiers in Spatial Multi-omics: https://live.vhall.com/v3/lives/watch/931251429