首 頁 內大科研團隊突破三維重建技術
賦能精準醫學與數智化育種
2026年4月20日，記者從內蒙古大學獲悉，該校左永春教授團隊聯合復旦大學原致遠研究員在《自然》子刊《自然·方法》上發表研究成果，提出“3d-OT”（“數字胚胎與精準醫學”空間多組學切片對齊）計算框架。該框架可用于腦圖譜繪制、數字胚胎重建和三維器官重建，為解碼器官發育、研發數智化育種技術提供新工具。
“要理解生命的發育過程，重建數字胚胎，科學家需要將不同發育階段、不同檢測平臺獲取的組織‘數據’切片‘拼’在一起，就像把一本被打亂的立體相冊重新整理成冊。”左永春介紹，“然而現有方法往往只能處理單一類型的數據，一旦切片來自不同技術平臺或不同實驗批次，拼接結果就會嚴重失真。”
針對這一難題，研究團隊提出“3d-OT”的全新計算框架。該框架借鑒三維物體識別領域的“點云”技術，將每個細胞的空間位置和分子特征同時“喂”給計算模型，讓程序不僅能讀懂細胞“說什么”（分子信息），還能理解細胞“在哪里、長什么形狀”（幾何信息），從而實現更精準的切片對齊與特征分析。
在實際應用中，研究團隊利用“3d-OT”對小鼠胚胎第11.5天到第16.5天的空間組學數據進行連續對齊，成功重建各器官的時空發育軌跡。盡管心臟與肝臟在發育過程中發生明顯的位置偏移，“3d-OT”仍準確捕捉到兩者地對應發育軌跡，重建結果與已知的生物學規律高度吻合。此外，“真皮肌節分化為肌肉和結締組織”“肌肉進一步分化為平滑肌”等已知發育事件，也在重建結果中得到準確還原。這一結果表明，“3d-OT”具備在復雜發育場景下可靠重建三維時空軌跡的能力，為未來解析更精細的器官發生過程奠定方法學基礎。業界認為，該研究將有力賦能輔助生殖領域的優質胚胎智能篩選以及優良經濟性狀家畜的繁育機制解析與種質創新，服務種業科技自立自強。
據悉，這是自治區高校院所首次以第一完成單位在該期刊發表論文，實現重要歷史性突破。該研究獲國家自然科學基金、內蒙古自治區“英才興蒙”創新人才團隊項目等資助。
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