网格切割空间蛋白分区与组织界面分析

适用研究场景

当病理结构复杂、单靠预先指定的几个区室难以覆盖组织差异时，可对目标区域进行连续网格取样，从蛋白表达关系出发观察组织中有哪些分子分区。该设计适合肿瘤主体、肿瘤边缘及其他具有多种组织成分的区域，分区结果可与病理标注和形态特征逐一对照。

需要研究组织边界或局部过渡时，可在网格覆盖中保留相邻区域和足够的界面两侧位置。分析能够描述哪些分区直接接触、接触频次如何，以及候选蛋白是否集中于相邻界面或随界面距离变化；这些结果适合用于选择进一步病理观察和靶向验证的位置。

对于需要比较疾病阶段、处理条件或患者亚型的研究，可在独立样本中采用一致的网格尺寸、方向和覆盖原则，再比较分区蛋白特征与空间模式。网格尺寸决定可分辨的组织尺度，方案设计需要同时考虑研究目标、组织面积和可实现的样本输入。

服务特色

分子分区由ROI的蛋白特征建立，再按各ROI的行列坐标显示其组织位置。降维图呈现特征相似程度，空间图呈现实际范围及连续程度；标志蛋白和功能结果沿用相同分区标签，因此每类分区的分子组成均可与对应局部组织结构对照。

网格保留直接相邻的区域，因而可以在分区后继续研究边界。共享边数量描述分区之间的接触，局部混合程度标出交错区域，不同邻接尺度下的蛋白分布则显示变化的空间范围。蛋白分区与病理图叠加后，可直接定位分子边界与形态边界重合或分离的位置。

分析项目

网格坐标与定量覆盖

• 整理切片方向、网格行列、网格尺寸和ROI编号，将组织位置与蛋白定量对应，输出完整网格位置表和目标组织覆盖示意。
• 将可定量蛋白数及缺失比例回填至切片，分别展示组织内、组织外及不同覆盖水平的网格，输出定量深度图和ROI质量结果。
• 按分析用途整理进入分区、标志蛋白和空间统计的ROI与蛋白集合，输出各集合的覆盖范围、区域数量及相应定量矩阵。

整体关系与分子分区

• 根据ROI蛋白丰度的相似性开展降维和图聚类，展示整体分子关系并形成分区标签，输出ROI降维坐标和分区归属表。
• 将同一组分区标签回填至真实网格坐标，统计各分区ROI数量与组织位置，输出分子分区图及区域组成，呈现空间连续性。
• 采用同时利用蛋白特征与空间邻接信息的分区方案时，独立整理空间约束分区及范围，输出相应标签和组织位置图。

标志蛋白与形态对应

• 比较分区蛋白特征并整理各区相对富集蛋白，展示ROI层丰度及分区平均水平，输出标志蛋白热图、分区均值与候选清单。
• 将代表标志蛋白的丰度映射至真实网格，按分区并列展示其局部表达模式，输出可定位区域特征的蛋白空间图。
• 将分子分区叠加至配套组织形态图，描述分区范围、边界和形态结构的对应关系，输出区域叠加图及重点组织位置说明。

分区功能与全蛋白空间结构

• 按分区标志蛋白整理通路与生物过程，结合对应的功能分析结果展示条目及成员，输出各分区功能主题图和成员蛋白表。
• 针对具有完整网格定量数据的蛋白计算空间自相关，按空间统计量排列蛋白，输出全蛋白空间结果表及空间聚集候选。
• 将代表功能程序的成员蛋白与其分区和网格丰度对应，输出功能相关蛋白模式，呈现各分区的共同主题及区域差别。

分区邻接与接触拓扑

• 根据直接共享网格边的ROI建立邻接关系，统计每个分区对的共享边数量，输出完整分区接触表及主要界面排序图。
• 计算每个ROI邻域中来自其他分区的比例，映射局部混合程度及边界位置，输出邻域混合图和对应的ROI空间指标。
• 以分区为节点、共享边为连接建立接触网络，结合分区面积和空间中心展示组织结构，输出分区拓扑图与节点和连接数据。

标志蛋白的多尺度空间模式

• 在多个网格邻接半径下计算标志蛋白的Moran空间自相关，输出蛋白与空间尺度对应的统计矩阵和多尺度模式热图。
• 比较同一标志蛋白在局部与较大邻域中的空间统计量，展示局部聚集及广域分布差异，输出尺度对照散点图和变化排序。
• 将多尺度统计与代表蛋白的真实位置图并列展示，定位各空间模式对应的组织区域，输出适合不同观察尺度的候选蛋白组合。

组织界面与局部蛋白关联

• 围绕主要分区界面分别收集两侧的直接接触ROI，比较标志蛋白的两侧平均丰度，输出界面效应矩阵和方向分明的候选。
• 计算一个蛋白的ROI丰度与邻接网格中另一蛋白平均丰度的空间滞后关联，输出反映局部协同或相反分布的蛋白对结果。
• 按界面差异与空间关联整理代表蛋白及蛋白对，并将其回填至边界位置，输出界面候选清单、关联排序和重点位置图。

跨样本比较与结果交付

• 多个独立样本覆盖同源区域时，比较分区出现频率、范围、位置和蛋白特征，输出样本层的区域组成与空间模式比较结果。
• 同一患者具有可比区域或粗细两种网格时，分别组织区域配对及尺度对应分析，输出区域差异和局部分区细分的结果图。
• 交付坐标、分区、标志蛋白、功能、邻接、空间统计和界面结果，配套高分辨率图件、图注及作图数据，支持局部验证设计。

专题分析说明

网格坐标与定量覆盖图

整理行列编号、组织方向、空白网格和ROI记录，将可定量蛋白数及缺失情况映射回切片。图中分别标注已测组织、组织外位置和不同数据深度的区域，并展示网格尺寸与覆盖范围，为分区和邻接分析提供完整的空间位置表。

ROI整体关系与分子分区

各ROI按蛋白丰度计算相似性，降维展示总体关系，聚类赋予分区标签。将标签绘制到原始网格后，可检查同类蛋白特征集中在连续区域还是分布于多个位置。分区规模、蛋白特征及空间连续程度共同描述区域结构，较粗与较细分区可按研究所需尺度比较。

分区标志蛋白及丰度模式

分区间丰度比较筛选各区域相对富集的蛋白，候选结果同时列出定量覆盖、丰度分布及组织位置。区域注释综合分区标志、已知组织结构和病理图像，明确各分区由哪些蛋白特征支持，并列出可通过染色观察其区域分布的候选。

分区邻接与组织界面

依据网格邻接关系统计分区间共享边界，计算局部邻域中不同分区的混合程度，形成分区接触网络和界面位置图。节点表示分子分区，连接表示其在组织网格中的相邻关系，连接强度可由共享边数量表示，用于定位主要接触带和局部过渡区域。

单蛋白的多尺度空间分布

单蛋白空间自相关在多个邻接范围内计算，比较相近丰度集中在局部还是延伸到较广组织范围。各尺度统计量与原始ROI丰度图并列展示，可将统计上的聚集范围与实际位置对照，并依据目标病理结构的尺寸选择观察区域。

界面相关蛋白与功能归纳

界面分析以预先定义的分区边界为参考，比较两侧丰度，或估计蛋白随边界距离及邻接关系的变化。结果区分边界两侧差异、界面附近局部富集与连续距离效应，再按分区标志和相关功能整理候选，为染色及加密取样确定组织位置。

分子分区与组织形态对应

聚类分区、代表蛋白和界面位置与病理图像逐处对照，记录分子边界在形态边界处的重合、延伸及局部差异。多个独立样本采用相同组织结构定义后，可比较对应结构的蛋白特征、分区组成和相邻关系，识别重复出现的空间模式。

样本与资料准备

适用能够进行规则网格切割并保留组织方向的冷冻或石蜡包埋切片。需提供样本来源、患者或动物编号、组织类型、分组信息及待覆盖区域，配套整张切片图像或目标区域病理图，并记录网格尺寸、行列方向、非空ROI和切片位置。

网格覆盖范围应包含研究所需的结构及边界两侧区域。不同样本采用可比的网格尺寸、组织方向和覆盖范围，独立个体数根据比较目标与个体间差异安排。行列坐标表与定量结果通过ROI编号对应；提供空间尺度及病理图像后，可将网格距离换算为实际组织距离，并在结果图中标示重点结构的位置。

服务流程

根据切片图确定目标范围、网格尺寸和需要覆盖的组织结构，随后开展网格切割、样本制备及质谱定量。蛋白数据按ROI编号与坐标匹配，先建立定量覆盖图和分子分区，再分析标志蛋白、邻接关系、组织界面及多尺度空间模式。形态图用于解释关键区域；多个样本则按相同结构定义比较相应分区和蛋白特征。

交付内容

交付网格坐标表、蛋白定量与质量结果、分区标签、标志蛋白清单、分区接触关系、代表蛋白空间图和界面关联结果。报告说明网格尺寸、邻接定义、空间参数和关键分析设置，并配套分区、组织界面与多尺度蛋白模式图。图表数据可用于调整重点展示区域，候选蛋白与对应ROI清单可用于局部取样、组织染色和后续功能研究。

项目咨询：请提供研究问题、样本类型与数量、分组设计及相关病理、临床或配套组学资料。多组学与生信定制咨询：multiomics@omicsolution.com。

图文示例

图文为分析方法、公开数据再分析或研究示例。示例中的样本数量、效应和模型性能对应各自数据与分析条件，不代表其他项目的结果保证。服务用于科研；候选关系与预测结果不能替代机制验证、独立队列验证或临床诊断。

图1 网格取样的蛋白覆盖与空间分布

易算生物空间蛋白组分析示例。

定量覆盖图保留16×24网格中的位置差异，直方图显示不同深度的ROI各有多少。右侧汇总进入分区的区域及覆盖指标，可同时查看空间取样范围和可用于分区的蛋白信息量，识别后续区域比较所包含的网格。

图2 分子分区与实际组织网格的对应

易算生物空间蛋白组分析示例。

同一种颜色在左侧表示蛋白特征相近的一类ROI，在右侧表示这类ROI的实际网格位置。两图并列后，可区分形成连续组织区的分子分区与分散出现的同类特征；右侧保留的邻接关系也是后续统计共享边界的依据。

图3 空间约束分区与组织形态参考的叠加

易算生物空间蛋白组分析示例。

ANF分析的R1至R6分区以半透明颜色覆盖形态参考图，组织纹理与分区轮廓可以逐处比较。边界重合处和局部偏离处分别标明分子区域与可见结构的关系，相应位置可进一步安排病理观察或区域检测。

图4 分区标志蛋白的ROI分布与区域均值

易算生物空间蛋白组分析示例。

相同行顺序连接单个ROI与分区均值，可逐个查看预选标志蛋白在目标区域及其他区域的丰度。右侧均值概括区域特征，左侧保留区内离散情况，因此能判断平均差异是多数ROI共有，还是集中在部分位置。

图5 分区邻接结构与主要接触界面

易算生物空间蛋白组分析示例。

左侧混合指数保留分区交错的具体位置，中间网络和右侧计数则分别概括接触对象与共享边数量。三者将界面的位置和接触规模联系起来，选定分区对后，可按对应边界继续比较两侧蛋白及邻域关联。

图6 标志蛋白的多尺度空间模式

易算生物空间蛋白组分析示例。

同一蛋白在四个邻接尺度上的Moran统计量显示空间相似性随观察范围如何变化。局部与较大尺度散点便于比较尺度间差别，底部六幅网格图则保留实际丰度位置，区分局部聚集与较广范围的连续模式。

图7 界面两侧的标志蛋白差异及邻域关联

易算生物空间蛋白组分析示例。

界面差异以A侧减B侧表示，正负颜色可逐一确定候选偏向哪一侧。空间滞后相关则比较一个ROI中的蛋白与邻近ROI中另一蛋白的协变，两幅图分别描述边界两侧丰度对比与跨邻域关系，可按同一界面的位置解释。