芯空一号快讯 | 空间多组学为什么要组合出击？PCF+CosMx SMI解析免疫衰老案例

空间多组学不是简单地多做几个平台，而是把不同技术放在合适的位置上，回答不同层级的问题。在这项人类淋巴结免疫衰老研究中，PCF与SMI形成了一条非常清晰的组合路径：PCF在整张组织中寻找衰老细胞的空间热点，定位哪些区域、哪些细胞类型出现p16/p21等衰老相关蛋白表达；SMI提供单细胞空间转录解析能力，将蛋白层面的空间发现与细胞级别的分子状态连接起来。这套从空间蛋白筛查到空间转录解析的研究思路，非常适合用于免疫衰老、肿瘤免疫微环境、炎症组织重塑等复杂组织问题。

近期发表于Cell Press Blue的研究A spatial multi-omics atlas of immunosenescence reveals germinal-center B cell alteration in human lymph nodes，为PCF+SMI联合方案在复杂组织研究中的应用提供了一个很好的参考案例。研究基于51位供体、99张淋巴结切片和约2000万个细胞的空间蛋白数据，结合CosMx SMI、DBiT-seq/Patho-DBiT-seq空间转录组、空间ATAC-seq、质谱蛋白组、SRS代谢成像和公共单细胞转录组参考图谱，从蛋白表型、转录状态、染色质开放和代谢特征等多个维度构建18–86岁人类淋巴结免疫衰老图谱，为后续解析衰老相关B细胞的空间分布和功能状态奠定基础。

研究设计：不同年龄段人类淋巴结细胞衰老图谱

PCF：空间蛋白筛查锁定生发中心B细胞衰老热点

免疫衰老并不只是衰老细胞数量增加，更关键的是这些细胞在组织中的空间位置和细胞类型。为了解析这一问题，研究首先使用53-plex CODEX对人类淋巴结进行高通量空间蛋白检测，同时识别免疫细胞类型、组织结构，以及p16、p21、HMGB1、γ-H2AX等衰老相关标志物。

通过这一空间蛋白图谱，研究发现衰老样细胞并不是随机分布。随着年龄增长，p16/p21等衰老相关信号呈现由较弥散分布向滤泡及生发中心区域富集的趋势。进一步分析显示，>70岁样本中，p16/p21双阳性信号主要集中于B细胞谱系，包括memory B、naive B、germinal-center dark zone/light zone B、activated B和interferon-responsive B细胞。

这一结果体现了PCF类高通量空间蛋白平台在复杂组织研究中的价值：它能够在保留组织结构的基础上，同步完成细胞类型识别、功能状态检测和空间热点定位，为后续进一步机制解析提供明确方向。

通过高通量多重免疫荧光成像技术实现细胞类型与衰老状态的空间定位分析

SMI：让空间蛋白发现进一步走向单细胞转录解析

在PCF锁定衰老热点和相关B细胞群后，研究结合DBiT-seq空间转录组技术解析这些细胞的功能状态，发现p16/p21阳性B细胞伴随抗体相关基因下调，以及NF-κB、应激和炎症相关通路富集。研究进一步使用6,000基因CosMx SMI panel在单细胞水平识别p16/p21阳性细胞，并通过STalign将CosMx数据与CODEX多重免疫荧光数据进行空间配准，使蛋白层面的衰老标志物定位能够进一步衔接到细胞级别的转录状态分析。

整合DBiT-seq、CosMx和CODEX用于衰老B细胞的空间与转录组学表征

从空间蛋白筛查到空间转录解析，构建免疫衰老研究闭环

这项研究最值得借鉴的地方，不只是发现了生发中心B细胞在免疫衰老中的变化，而是展示了空间多组学如何层层推进一个复杂生物学问题。

首先，PCF类高通量空间蛋白平台适合在大面积组织中进行多标志物筛查，帮助研究者在原位识别细胞类型、功能状态和组织结构变化；随后，SMI可在单细胞空间转录层面进一步解析关键细胞群的分子程序，解释这些空间异常背后的功能改变。两者结合后，研究路径从看到衰老标志物延伸到定位衰老热点区域，再进一步锁定哪些细胞可能发生功能异常。

对于衰老、免疫、肿瘤微环境和炎症相关疾病研究，这种组合式策略具有很强的参考价值。它提示我们，空间多组学不仅可以用于描述组织图谱，更可以围绕具体科学问题，建立从空间蛋白筛查—关键区域定位—细胞群锁定—单细胞转录解析—功能通路解释的完整研究闭环。

免疫衰老并非简单的年龄累积效应，而是在特定组织结构中逐步形成的空间化细胞状态改变。通过PCF与SMI等多组学的联合应用，研究者可以在保留组织原位信息的基础上，更系统地理解细胞组成、空间位置与功能状态之间的关系，为衰老相关免疫功能下降的机制研究提供更清晰的空间多组学视角。