Spatially resolved transcriptomic technologies are promising tools to study complex biological processes such as mammalian embryogenesis. However, the imbalance between resolution, gene capture, and field of view of current methodologies precludes their systematic application to analyze relatively large and three-dimensional mid- and late-gestation embryos. Here, we combined DNA nanoball (DNB)-patterned arrays and in situ RNA capture to create spatial enhanced resolution omics-sequencing (Stereo-seq). We applied Stereo-seq to generate the mouse organogenesis spatiotemporal transcriptomic atlas (MOSTA), which maps with single-cell resolution and high sensitivity the kinetics and directionality of transcriptional variation during mouse organogenesis. We used this information to gain insight into the molecular basis of spatial cell heterogeneity and cell fate specification in developing tissues such as the dorsal midbrain. Our panoramic atlas will facilitate in-depth investigation of longstanding questions concerning normal and abnormal mammalian development.

SUMMARY Spatially resolved transcriptomic technologies are promising tools to study cell fate decisions in a physical microenvironment, which is fundamental for enhancing our knowledge of mammalian development. However, the imbalance between resolution, transcript capture and field of view of current methodologies precludes their systematic application to analyze relatively large and three-dimensional mid- and late-gestation mammalian embryos. Here, we combined DNA nanoball (DNB) patterned arrays and tissue RNA capture to create SpaTial Enhanced REsolution Omics-sequencing (Stereo-seq). This approach allows transcriptomic profiling of large histological sections with high resolution and sensitivity. We have applied Stereo-seq to study the kinetics and directionality of transcriptional variation in a time course of mouse organogenesis. We used this information to gain insight into the molecular basis of regional specification, neuronal migration and differentiation in the developing brain. Furthermore, we mapped the expression of a panel of developmental disease-related loci on our global transcriptomic maps to define the spatiotemporal windows of tissue vulnerability. Our panoramic atlas constitutes an essential resource to investigate longstanding questions concerning normal and abnormal mammalian development.

Macroautophagy, commonly referred to as autophagy, is an essential cytoprotective mechanism that plays a significant role in cellular homeostasis. It has emerged as a promising target for drug development aimed at treating various cancers and infectious diseases. However, the scientific community has yet to reach a consensus on the most effective approach to manipulating autophagy, with ongoing debates about whether its inhibition or stimulation is preferable for managing these complex conditions. One critical factor contributing to the variability in treatment responses for both cancers and infectious diseases is estrogen, a hormone known for its diverse biological effects. Given the strong correlations observed between estrogen signaling and autophagy, this review seeks to summarize the intricate molecular mechanisms that underlie the dual cytoprotective effects of estrogen signaling in conjunction with autophagy. We highlight recent findings from studies that involve various ligands, disease contexts, and cell types, including immune cells. Furthermore, we discuss several factors that regulate autophagy in the context of estrogen’s influence. Ultimately, we propose a hypothetical model to elucidate the regulatory effects of the estrogen–autophagy axis on cell fate. Understanding these interactions is crucial for advancing our knowledge of related diseases and facilitating the development of innovative treatment strategies.

Glioblastoma (GBM) cells are highly heterogeneous and invasive, leading to treatment resistance and relapse. However, the molecular regulation in and distal to tumors remains elusive. Here, we collected paired tissues from the tumor core (TC) and peritumoral brain (PTB) for integrated snRNA-seq and snATAC-seq analyses. Tumor cells infiltrating PTB from TC behave more like oligodendrocyte progenitor cells than astrocytes at the transcriptome level. Dual-omics analyses further suggest that the distal regulatory regions in the tumor genome and specific transcription factors are potential determinants of regional heterogeneity. Notably, while activator protein 1 (AP-1) is active in all GBM states, its activity declines from TC to PTB, with another transcription factor, BACH1, showing the opposite trend. Combined inhibition of AP-1 and BACH1 more efficiently attenuates the tumor progression in mice and prolongs survival than either single-target treatment. Together, our work reveals marked molecular alterations of infiltrated GBM cells and a synergy of combination therapy targeting intratumor heterogeneity in and distal to GBM.