CosMx等空间转录组技术能够在组织原位观察RNA分子的空间分布帮助研究者看到哪些基因在哪些区域表达。但在炎症组织微环境研究中RNA表达并不等同于蛋白表达细胞功能状态也常常需要蛋白标志物、组织结构和细胞邻近关系共同理解。在技术路线设计时完成CosMx之后加入PCF是因为PCF提供了另一层非常关键的信息蛋白是否表达、细胞是什么身份、处于什么状态以及与哪些细胞靠近。在这篇溃疡性结肠炎研究中研究者使用CosMx对FFPE结肠组织进行高通量RNA原位分析同时结合PCF(CODEX)和MIBI等空间蛋白组技术。CosMx可以识别上皮细胞、MNP、成纤维细胞等细胞群及其转录特征PCF(CODEX)和MIBI则可以观察这些细胞在组织切片中的蛋白表型和空间关系。尤其是对于MNP和成纤维细胞这类炎症组织研究中的关键细胞仅依靠转录层数据很难完整回答它们是否在组织中形成特定邻近关系也难以直接呈现蛋白层面的细胞身份。PCF在CosMx之后的价值首先体现在“细胞身份复核”。空间转录组可以根据基因表达推断细胞类型而空间单细胞蛋白组可以通过抗体Panel直接观察细胞表面或胞内蛋白标志物。例如文献中的PCF(CODEX)28-plex抗体Panel覆盖了上皮、免疫、内皮、基质和炎症相关标志物能够帮助研究者在组织原位识别巨噬细胞、T细胞、上皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞等主要群体。这种蛋白层确认对于复杂炎症组织尤其重要因为同一组织区域内可能同时存在炎症浸润、上皮损伤和基质重塑。其次PCF可以补充CosMx难以直接回答的“空间邻域”问题。文献中研究者通过MIBI、PCF(CODEX)和CosMx都观察到MNP与成纤维细胞在活动性UC样本中呈现邻近关系趋势。PCF类空间蛋白成像特别适合把这种邻近关系转化为可视化组织结构哪些MNP靠近CD44PDPN activated/inflammatory fibroblast这些区域是否位于黏膜损伤或组织重塑相关区域是否伴随上皮细胞比例或状态变化这些问题都需要蛋白、空间和组织形态共同参与解释。再次PCF可以帮助空间转录组结果走向更可操作的蛋白Panel设计。CosMx可能提示MMP1、MMP2、THBS1、REG1A、OLFM4、AGR2、SPINK1、LYZ等基因与不同研究分组相关而PCF可以进一步围绕对应蛋白或相关细胞状态设计抗体Panel观察其在组织原位中的表达位置、细胞来源和邻域关系。这样空间转录组负责发现候选表达模式PCF负责把候选线索转化为蛋白层和组织结构层观察。因此做完CosMx后继续加入PCF适合那些不仅想看基因表达还想进一步观察蛋白标志物、细胞状态、组织分区和邻近关系的课题。尤其在FFPE样本、炎症组织、肿瘤微环境、纤维化和转化研究中PCF与CosMx联合可以形成更完整的空间多组学观察框架。【说明】本文仅为科研技术方法介绍不涉及疾病诊断、治疗建议、疗效预测、用药指导或临床决策。文中提及研究发现均来自学术文献相关分析结果需结合更多实验和研究进一步观察与复核不构成任何医疗意见。【参考文献】Mennillo E, Kim YJ, Lee G, Rusu I, Patel RK, Dorman LC, Flynn E, Li S, Bain JL, Andersen C, Rao A, Tamaki S, Tsui J, Shen A, Lotstein ML, Rahim M, Naser M, Bernard-Vazquez F, Eckalbar W, Cho SJ, Beck K, El-Nachef N, Lewin S, Selvig DR, Terdiman JP, Mahadevan U, Oh DY, Fragiadakis GK, Pisco A, Combes AJ, Kattah MG. Single-cell and spatial multi-omics highlight effects of anti-integrin therapy across cellular compartments in ulcerative colitis. Nat Commun. 2024 Feb 19;15(1):1493. doi: 10.1038/s41467-024-45665-6. PMID: 38374043; PMCID: PMC10876948.