在复杂组织微环境研究中研究者常常需要同时回答两个问题哪些基因在组织的特定区域表达以及这些区域中的细胞究竟表达什么蛋白、处于什么功能状态、与哪些细胞相邻单一技术往往难以同时满足这两个层面的需求。近年来空间转录组与组织原位空间蛋白组学的联合应用逐渐成为空间多组学研究中的重要方法学参考。一项针对肝细胞癌HCC的大规模空间组学研究Nature Cancer, 2024为这种联合思路提供了具体案例。该研究纳入401例FFPE样本首先利用PCF(CODEX)超多重蛋白成像技术在组织原位同时检测36种蛋白标志物构建了空间单细胞蛋白图谱同时该研究还整合了6个独立的空间转录组ST数据集从转录层和蛋白层两个维度观察肿瘤微环境的空间特征。这种设计思路提示当研究目标是理解复杂组织中的细胞身份、功能状态和空间结构时转录层信息与蛋白层信息的互补具有重要科研价值。空间转录组的优势在于能够在组织切片中定位基因表达的空间分布帮助研究者识别不同组织区域的转录特征。然而mRNA表达水平并不总是与蛋白表达水平完全一致且基因表达数据难以直接在组织原位呈现细胞的蛋白功能状态。在该文献中研究者在ST数据集中观察到VIMhigh巨噬细胞和Treg细胞特征基因的空间重叠信号但仅凭转录信息难以进一步区分这些细胞在蛋白层面的具体表型也难以精确量化它们之间的空间邻近关系。此时PCF(CODEX)所代表的单细胞组织原位空间蛋白组学技术可以在同一组织背景下提供关键蛋白标志物的表达信息帮助研究者从蛋白层进一步观察这些细胞的状态。具体而言该研究通过PCF(CODEX)技术不仅识别出9种主要细胞类型和67种细胞表型还定义了细胞邻域CN和成对细胞相互作用PCI等空间特征。这些蛋白层空间信息使得研究者能够进一步分析在ST数据集中提示的共定位区域VIMhigh巨噬细胞是否确实在蛋白层面表达特定功能标志物它们与Treg细胞的空间距离在不同研究分组中PC是否存在差异这种从转录层空间线索到蛋白层空间观察的递进正是空间转录组与PCF(CODEX)联合应用的核心价值所在。对于从事肿瘤微环境、免疫相关基础研究或组织空间结构研究的科研人员而言这种联合思路可作为科研设计参考。空间转录组适合用于发现组织区域化的基因表达模式而PCF(CODEX)更适合在组织原位进一步观察关键蛋白标志物、细胞功能状态和细胞邻域关系。二者不是重复检测而是从转录层和蛋白层共同构建空间组学证据链有助于将空间表达线索转化为更具体的机制假设为后续研究提供组织层观察维度。【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。文中提及的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验证不构成任何医疗意见。【参考文献】Qiu X, Zhou T, Li S, et al. Spatial single-cell protein landscape reveals vimentinhighmacrophages as immune-suppressive in the microenvironment of hepatocellular carcinoma. Nat Cancer. 2024. doi:10.1038/s43018-024-00824-y