几十年来，我们对肿瘤的空间生物学仅来自显微镜，例如，使用免疫组织化学以识别肿瘤切片中的特定蛋白质。然而，空间转录组学技术的进步意味着我们现在可以查明哪些基因是活跃的在肿瘤的不同部分及其微环境中。

在我的研究小组中，我们首先使用空间转录组学来研究前列腺癌展现了一幅未被探索的景象异质性 (国家共同体。2018;9:2419).使用新的计算程序，我们能够得出空间的、转录组范围的表达模式，从而能够解卷积癌症和相关微环境中的分子事件。我们研究了单个患者体内的不同肿瘤，并由此建立了一个进化树，拼凑不同的遗传步骤，导致了多病灶肿瘤 (大自然。2022;608:360–367).出乎意料的是，我们还注意到肿瘤附近明显正常的上皮细胞携带一些在肿瘤内发现的基因改变，这一发现在显微镜下并不明显。

这些发现和这类研究最令人兴奋的临床应用之一是发现前驱病变的共性这可能有助于早期诊断绕过了晚期疾病特有的异质性。人们可以想象，遗传学的发现最终会转化为血浆蛋白质生物标志物其特异性足以取代诸如前列腺特异性抗原的原始测量。

基于我们对原发性前列腺肿瘤的研究，我们第一次分析了转移瘤，对能够在其他地方播种的克隆进行了基因评估。识别可以帮助预测转移的标志物是另一个有趣的机会，也是我们目前正在研究的事情。通过描绘多个完整的前列腺器官，我们希望能够识别转移的共同特征，根据这些信息，分析核心活检，看是否可以在疾病的早期阶段检测到任何变化。

除了肿瘤的个体进化之外，还有患者特异性的适应免疫系统。我们使用B细胞和T细胞受体的转录组学来探索组织内的淋巴细胞克隆动力学(科学。2023;382:eadf8486).这种方法让我们描述了免疫细胞的小生境，从而为我们的免疫系统如何识别肿瘤的不同部分提供了重要信息。随着更广泛的分析，我们可能能够深入了解新的肿瘤抗原，从而识别新的可操作的靶点，并学会预测个体的免疫系统将如何对其肿瘤做出反应。

分析了乳腺癌，我们已经报告了以前未确定的关系(国家共同体。2021;12:6012; 纳特·杰内特。2021;53:1334–1347).除…之外肿瘤细胞异质性我们观察到间充质细胞通过在三个主要谱系内的分化显示不同的功能和细胞表面蛋白表达。使用单细胞标记，我们对大型乳腺癌队列进行去卷积，将它们分成9个聚类，称为“生态型”，并发现每个聚类都与独特的细胞组成和临床结果相关。在最近的工作中，我们已经从基因表达转移到研究空间代谢组学与代谢物的释放有关(纳特生物技术公司。2024;42:1046–1050).空间质谱成像技术的进步使这些研究成为可能，该技术能够以高分辨率评估完整组织中的各种生物分子，这反过来又可能带来新的治疗可能性。

与批量分析相比，空间转录组学提供了一种地图集–每个实验中每个肿瘤的综合图。借助最先进的技术，我们可以更好地理解所有不同部分及其相互作用的复杂性，从而开辟我们以前从未想象过的新的研究途径。