单细胞测序告诉你有哪些细胞，谁来告诉你它们在哪里？

单细胞测序擅长回答“组织里有哪些细胞、这些细胞处于什么转录状态”。但当研究者希望进一步理解这些细胞在组织中如何排列、靠近哪些细胞、是否形成稳定空间生态位时，单细胞测序本身就不够了。PCF(CODEX)作为组织原位空间蛋白组学技术，能够在保留组织结构的前提下观察蛋白标志物、细胞身份和空间邻近关系。近期《Nature》发表的“Organization of the human intestine at single-cell resolution”，这篇肠道组织图谱正是典型案例：研究并没有在单细胞测序后再做空间转录组，而是通过54抗体PCF(CODEX)空间蛋白成像，把细胞图谱带回肠道组织原位。

该研究首先利用单核RNA测序和单核ATAC测序解析肠道不同区域的上皮细胞、免疫细胞和基质细胞组成，覆盖从十二指肠、空肠、回肠到结肠的多个部位。单细胞层面的数据帮助研究者识别细胞类型、转录调控差异和潜在分化轨迹，例如小肠与结肠中上皮细胞亚型、CD8 T细胞、B细胞、浆细胞、成纤维细胞和神经内分泌相关细胞的区域差异。这一步已经回答了“有哪些细胞”和“它们在转录层面有什么不同”。

接下来的问题并不是简单地继续寻找更多基因，而是要知道这些细胞在真实组织中如何组织起来。文献中的PCF(CODEX)空间蛋白成像通过54个抗体标志物，在同一张组织切片上识别细胞类型、蛋白表达和空间位置，并构建细胞邻域、社区和组织层级结构。换成PCF研究设计，也可以遵循类似思路：根据单细胞测序提示的细胞类型和marker设计抗体Panel，再在组织原位观察CD8 T细胞是否位于上皮内、浆细胞是否形成富集邻域、Paneth细胞是否与隐窝免疫细胞靠近。

这也解释了为什么做完单细胞测序后，有些课题可以直接做PCF，而不是必须先做空间转录组。空间转录组擅长观察基因表达在哪里发生，适合探索未知空间表达区域；但如果单细胞测序已经明确了细胞类型和候选marker，而课题重点转向“蛋白是否表达”“细胞处于什么组织位置”“是否形成邻域关系”，PCF会更直接。肠道这类高度结构化组织中，隐窝、绒毛、黏膜、黏膜肌层、固有层和免疫滤泡等结构本身就是关键问题，蛋白层的组织原位观察具有很强的解释价值。

因此，单细胞测序和PCF的关系不是前后重复，而是“发现细胞图谱”和“回到组织结构”的衔接。单细胞测序提供细胞清单、转录状态和候选标志物，PCF进一步在组织原位确认这些细胞位于哪里、靠近谁、是否组成特定空间生态位。对于肠道、肿瘤、炎症、发育和组织稳态研究来说，当研究者已经有较清晰的细胞图谱，PCF可以成为承接单细胞结果的直接空间蛋白组学方案。

【本文说明】

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】

Hickey JW, Becker WR, Nevins SA, et al. Organization of the human intestine at single-cell resolution.Nature. 2023;619(7970):572-584. doi:10.1038/s41586-023-05915-x