从细胞类型到细胞状态：PCF联合CosMx如何观察组织微环境中的“正在发生什么”
在组织微环境研究中仅知道“有哪些细胞”往往不够。CD8 T细胞可能处于活化、杀伤、耗竭等不同状态巨噬细胞可能呈现炎症相关、抗原呈递相关、脂质相关或纤维化相关特征肿瘤细胞也可能表现出增殖、转分化、EMT相关或药物响应相关蛋白表达差异。PCF的价值之一就是通过多标志物Panel在组织原位观察细胞状态相关蛋白CosMx则可以进一步从转录层面分析这些状态背后的基因表达模式。近期《Cancer Cell》发表的“Integrative spatial analysis reveals tumor heterogeneity and immune colony niche related to clinical outcomes in small cell lung cancer”小细胞肺癌文献中研究者并没有停留在“肿瘤细胞和免疫细胞分别有多少”的层面而是继续分析这些细胞在不同空间邻域中的功能状态。例如在MPTC多阳性肿瘤细胞相关邻域中研究观察到SLFN11、Vimentin、Ki67等功能标志物的变化为理解肿瘤细胞表型转换和局部空间结构提供了蛋白层观察线索。对于PCF来说这类分析正是其适合发挥价值的地方同一张组织切片中既能识别细胞身份又能观察细胞功能状态还能把这些信息与空间区域联系起来。在免疫微环境部分研究中的MT2生态位更能体现“细胞类型不等于细胞状态”。巨噬细胞、CD8 T细胞和NKT细胞即使同时存在也不一定形成相同的空间结构即使形成相近结构其功能状态也可能不同。PCF这类空间单细胞蛋白成像可以观察CD68、CD11c、CD8、CD56、PD-1、CTLA4等蛋白标志物及其空间位置帮助研究者判断这些细胞是否聚集、是否靠近肿瘤区域、是否处于特定邻域。CosMx进一步将这些结构中的巨噬细胞分为增殖型、脂质/纤维化相关型、炎症/干扰素相关型等状态为蛋白层空间发现提供转录解释。PCF与CosMx联合的意义在于让细胞分型从“是谁”走向“在哪里、和谁在一起、可能处于什么状态”。在这篇文献中研究者不仅比较MT2内外的细胞比例也观察到MT2内部巨噬细胞可能呈现更强的抗原呈递相关特征T细胞耗竭相关指标也呈现空间差异。这样的表达需要保持科研谨慎它不是临床判断工具而是提示不同空间生态位中免疫细胞状态可能不同可为后续机制研究和功能实验设计提供组织层线索。对于后续课题设计类似思路可扩展到多种组织微环境研究中。例如研究TAM时不只看CD68或CD163阳性细胞数量还可以加入CD11c、HLA-DR、ARG1、IDO1、SPP1、APOE等状态标志物研究T细胞时不只看CD3、CD8还可以观察GZMB、IFNγ、PD-1、LAG3、TOX、TCF-1等功能蛋白研究肿瘤细胞时可以结合Ki67、Vimentin、SLFN11、p53等指标。PCF提供组织原位空间蛋白组学视角CosMx提供空间转录组视角两者联合有助于让细胞状态分析更接近真实组织环境。【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】Chen H, Deng C, Gao J, Wang J, Fu F, Wang Y, Wang Q, Zhang M, Zhang S, Fan F, Liu K, Yang B, He Q, Zheng Q, Shen X, Wang J, Hu T, Zhu C, Yang F, He Y, Hu H, Wang J, Li Y, Zhang Y, Cao Z. Integrative spatial analysis reveals tumor heterogeneity and immune colony niche related to clinical outcomes in small cell lung cancer. Cancer Cell. 2025 Mar 10;43(3):519-536.e5. doi: 10.1016/j.ccell.2025.01.012. Epub 2025 Feb 20. PMID: 39983726.
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