在组织微环境研究中,Bulk RNA-seq可以帮助研究者"看见"基因表达的整体变化趋势——哪些通路上调了、哪些免疫相关基因活跃了、不同样本组之间存在什么转录差异。但很多时候,这些发现会停留在"看得见却说不清"的状态:免疫相关基因上调了,但具体是哪类免疫细胞在表达?这些细胞是否处于功能活化状态?它们在组织中是否靠近肿瘤细胞?是否形成了特定的空间结构?一篇近期《Nature》文献为我们展示了如何通过超多重蛋白成像技术(PCF)把Bulk数据提示的"现象"转化为更具体的蛋白层观察。
该研究通过Bulk RNA-seq分析发现,在特定基因突变状态的样本中,IFNγ反应、炎症反应、补体通路等免疫相关特征呈现富集趋势。同时,纵向比较提示CD8+T细胞和活化NK细胞的比例可能在治疗后有所增加。这些转录层面的线索很有价值,但也带来了更多需要解释的问题。例如,IFNγ通路上调是否意味着细胞毒性T细胞在组织中活化?NK细胞比例增加是否对应组织原位中NK细胞密度的真实变化?这些免疫细胞是否与肿瘤细胞形成了特定的邻域关系?
为了回答这些Bulk数据"说不清"的问题,研究者采用了PCF(CODEX),对配对的预处理和治疗后样本进行了组织原位空间蛋白分析。通过26种蛋白标志物的组合,研究者不仅识别了CD8+T细胞、B细胞、NK细胞等类型,还进一步观察了它们的功能状态:PD-1+CD8+T细胞在治疗后是否增加(提示T细胞活化)、CD45RO+PD-1-CD8+记忆T细胞是否富集(提示可能的持续免疫监视状态)、CD56+NK细胞是否呈现活化特征。更重要的是,通过多细胞邻域分析(80μm半径),研究者观察到这些免疫细胞在肿瘤组织中的空间分布模式——例如NK细胞在肿瘤邻域的富集趋势,以及记忆T细胞在MHC-I+肿瘤细胞周围的分布特征。
这一文献案例提示,当Bulk RNA-seq发现了值得关注的表达现象后,PCF(CODEX)可以帮助研究者从三个层面进一步"看懂"这些现象:细胞身份层面——哪些细胞类型表达相关蛋白;功能状态层面——这些细胞是否处于活化、记忆、耗竭或其他状态;空间关系层面——这些细胞在组织中如何分布、与哪些细胞形成邻域。对于空间转录组与组织原位空间蛋白组学的联合研究而言,这种从"看见"到"看懂"的分析路径,有助于将转录层面的空间发现进一步走向蛋白层面的功能解释。
【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】
Dai Y, Knisely A, Yano M, et al. PPP2R1A mutations portend improved survival after cancer immunotherapy. Nature. 2025. doi:10.1038/s41586-025-09203-8