2020 年以来，依托技术迭代升级与多学科融合发展，单细胞多组学研究不断突破，在阐释肝脏病变内在机制、挖掘潜在治疗靶点、构建疾病预测模型等研究方向，已涌现出多项原创性科研成果。
单细胞及空间多组学在疾病领域的研究应用
一、时空组学与多组学融合研究
主要涵盖高精度肝脏时空图谱构建、单细胞多组学技术革新两大方向。借助单细胞空间蛋白质组学技术，已在单个肝实质细胞内成功识别出 3926 种蛋白分子，且各类蛋白在肝脏组织中呈现明显的区域特异性表达特征。
二、肝脏从生理稳态到病理状态的全景机制解析
肝脏稳态维持与胚胎发育进程
单细胞时序测序分析证实，新生个体肝细胞会经历由增殖分化逐步转向功能成熟的动态演变；其中Scd2 是新生肝细胞的特征标志性基因，主要参与体内单不饱和脂肪酸的合成代谢过程。
肝脏损伤再生调控机制
时空组学数据表明，肝脏再生阶段仍保留原有组织分区特征，但整体代谢功能出现下调；中央静脉区以 Wnt、NF-κB 信号通路激活为主，门静脉区则由 IL6 信号通路发挥核心调控作用。
三、肝脏疾病发病机制与细胞间互作调控
肝细胞癌研究
科研人员已划分出 10 类肝细胞亚群，其中包含恶性表型 Hep2 亚群、具备免疫抑制功能的 Hep9 亚群。
肝硬化病变机制
TREM2+CD9 + 巨噬细胞可通过 PDGFR、NOTCH 信号通路介导肝纤维化进程；ACKR1+PLVAP + 血管内皮细胞则能够促进白细胞跨内皮迁移，参与肝脏微环境病变调控。
四、疾病潜在治疗靶点挖掘与研发
免疫调控干预
以单核细胞源性巨噬细胞为靶向（如抑制 Ccr2 靶点），可有效延缓肝纤维化进展；IL-8/CXCR1 信号轴抑制剂，也在酒精性肝炎干预研究中展现出良好药效潜力。
代谢通路调控
Mas 信号激动剂可通过阻断 MYC+CD63 + 内皮细胞与 MMP12 + 巨噬细胞之间的相互作用，缓解药物诱导的肝组织损伤。
肿瘤精准治疗
针对肝细胞癌不同细胞亚型的个体化给药方案，以及 Wnt 通路抑制剂 LGK-974 等候选药物，目前均已进入临床前有效性验证阶段。
不仅在肝脏领域，单细胞及空间多组学在肺纤维化等其它器官疑难疾病中同样展现出强大的靶点挖掘能力。然而，从海量的组学数据中锁定关键靶点（如特定转录因子或标志基因）仅仅是研究的第一步，如何通过精准的体内基因操作来验证这些靶点的功能，已成为制约科研成果转化的共性瓶颈。
真实案例：单细胞多组学驱动肺纤维化靶点的体内验证
*文章标题：RUNX2 promotes fibrosis via an alveolar-to-pathological fibroblast transition*
*发表期刊：Nature（IF 48.5） | 发表时间：2025年*
*技术手段：单细胞 RNA 测序、scATAC-seq*
肺纤维化是一种以肺泡结构破坏、细胞外基质过度沉积为特征的致命性疾病。该研究通过单细胞转录组揭示 LEPR⁺肺泡成纤维细胞是病理性成纤维细胞的主要来源（82%转化为 α-SMA⁺肌成纤维细胞等）。scATAC-seq 分析进一步锁定转录因子 RUNX2 是驱动这一转化过程的核心调控因子（其结合基序染色质开放度达正常细胞 3.2 倍）。
在关键的体内验证阶段，研究利用 Scube2-CreERT2 介导的特异性敲除策略，精准敲除肺泡成纤维细胞中的 RUNX2，最终使纤维化程度降低 45%。该研究证实了靶向 RUNX2 的治疗潜力，也直观展示了从"多组学发现"跨越到"特定细胞类型体内基因操纵"的完整逻辑链条。
·从组学发现到体内验证的技术闭环布局·
上述肝脏及肺部疾病的顶尖研究成果表明，现代转化医学已不再是单一技术的单打独斗，而是高度依赖"上游单细胞/空间测序挖掘靶点 - 中游靶向病毒精准递送 - 下游疾病模型构建与表型验证"的全链条联动。在现有的复杂疾病机制研究体系中，和元生物将单细胞及空间转录组测序、靶向特定组织（如肝脏、肺部）的病毒递送与精细化疾病造模进行一体化整合的技术平台引发了较多关注。
相关实验数据与技术积累表明，凭借涵盖高精度多组学解析与高嗜性AAV等基因递送工具的闭环支撑能力，该体系打破了传统科研中"测序分析与体内功能验证相互割裂"的局限。研究人员在获取组学靶点后，无需跨平台寻找工具，即可在同一技术框架下快速匹配靶向病毒或构建定制化造模方案，从而实现从单细胞分子图谱描绘到活体动物表型干预的高效转化。