华大在线讯（通讯员 朱潇潇）近日，数学与统计学学院张晓飞教授团队在单细胞多组学与空间转录组学方法学研究领域取得一系列重要进展，三项系统性研究成果相继发表于《Genome Biology》《Nucleic Acids Research》等国际重要期刊，为生物医学研究提供了重要的方法学工具和理论指导。

研究团队在《Genome Biology》期刊发表题为“Benchmarking single-cell cross-omics imputation methods for surface protein expression”的研究论文，创新性地建立了单细胞缺失组学数据填补算法评估新范式，为生物医学研究者提供了可靠的算法选择依据，为新型多模态数据整合与填补方法的开发提供了重要的理论基础和技术支撑。张晓飞教授为该论文的通讯作者，与李波教授共同指导，2022级博士研究生李晨阳和2022级硕士研究生洪永佳为共同第一作者，华中师范大学为该项研究的独立完成单位。

基准测试的工作流程

针对目前空间转录组技术（被《Nature Methods》杂志遴选为2020年年度技术）分辨率低的局限，团队与中国科学院分子细胞科学卓越创新中心陈洛南研究员合作，在《Nucleic Acids Research》期刊发表了题为“Dual decoding of cell types and gene expression in spatial transcriptomics with PANDA”的研究论文。

该研究提出了一种创新的空间转录组数据反卷积方法PANDA，可同时推断测量位点的细胞类型比例和细胞类型特异性基因表达，用计算方法克服了当前空间转录组技术分辨率低的局限，并成功解读了大脑、肿瘤、心脏等复杂组织的空间异质性。张晓飞教授和陈洛南研究员为该论文的共同通讯作者，2021级博士研究生王蒙国为第一作者，华中师范大学为该项研究的第一完成单位。

PANDA原理示意图

此外，团队还与香港中文大学林志翔教授、香港城市大学严洪教授合作，在《Nucleic Acids Research》期刊发表了题为“Precise gene expression deconvolution in spatial transcriptomics with STged”的研究论文。

该研究提出了另一种创新的空间转录组基因表达反卷积方法STged，用于解析单个测量位点中细胞类型特异性的基因表达，并成功应用于人类肿瘤和小鼠肾脏的组织结构解析。张晓飞教授和林志翔教授为该论文的共同通讯作者，论文第一作者是涂佳娟博士（课题组2021年毕业博士生，现为湖北工业大学副教授）。

STged原理示意图

上述系列研究获得了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项等项目的资助。这些研究成果不仅推动了单细胞多组学和空间转录组学方法学的发展，也为相关领域的生物医学研究提供了重要的方法学工具和理论指导。

（审读人：徐芬 郭玉劲）