单细胞测序让研究者可以系统解析组织中有哪些细胞、这些细胞处于什么转录状态以及不同研究分组中哪些细胞群发生变化。但单细胞测序通常需要组织消化会丢失细胞在组织中的空间位置。对于溃疡性结肠炎这类组织结构高度相关的研究仅知道MNP、成纤维细胞、T细胞或上皮细胞比例变化仍然不够还需要进一步观察这些细胞在黏膜组织中分布在哪里、靠近谁、是否位于炎症或修复相关区域。PCF正适合承接这类单细胞发现。在这篇文献中研究者通过scRNA-seq和CITE-seq对结肠黏膜细胞进行细分观察到炎症程度和VDZ相关研究分组与多个细胞区室有关包括Treg、S2 fibroblast、activated fibroblast、MNP、内皮细胞和上皮细胞等。 CITE-seq还提供了蛋白标志物层面的信息例如CD103、CD1c、CD11c、CD10、CD146、CD49a等使研究者能够从单细胞层面建立候选细胞群和表面标志物线索。这些线索非常适合进一步转化为PCF抗体Panel。PCF(CODEX)承接单细胞测序结果的方式可以理解为把“细胞清单”重新放回组织结构中。比如单细胞分析提示 activated fibroblast 与TIMP1、MMP1、MMP3、AREG、CD10等特征相关MNP与CD1C、CD11c、FcεR1α或炎症相关基因表达有关。PCF可以围绕这些蛋白标志物设计Panel在FFPE组织切片中观察相应细胞是否位于同一炎症区域、是否靠近上皮损伤区域、是否与血管或基质结构相关。这样研究者不仅能知道“这些细胞存在”还能进一步分析“它们在组织中如何排列”。文献中的PCF(CODEX)和MIBI空间蛋白组分析正是对单细胞线索的组织原位延展。研究者利用多重蛋白成像识别巨噬细胞、成纤维细胞、上皮细胞、内皮细胞和免疫细胞并观察MNP与成纤维细胞之间的空间邻近趋势。相比单细胞测序中的比例统计PCF类技术更适合观察细胞邻域和组织空间结构。对于炎症组织研究来说这种信息有助于理解局部炎症生态位、基质重塑区域和上皮相关区域之间的关系。这一策略也适合许多其他课题。比如在肿瘤微环境研究中单细胞测序发现TAM亚群后可以用PCF观察其与T细胞、CAF、肿瘤细胞和血管的空间关系在纤维化研究中单细胞测序发现成纤维细胞状态后可以用PCF观察其在胶原沉积或炎症区域中的分布在炎症组织研究中单细胞提示的MNP、内皮和上皮变化也可以通过PCF回到组织原位观察。稳妥地说单细胞测序负责发现细胞群和候选markerPCF负责将这些线索放回真实组织结构中进行蛋白层观察。【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.
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