1. 免疫治疗耐药性研究

a.单细胞测序发现：肿瘤微环境中存在PD-1+ T细胞与Treg细胞共存亚群。

b.PCF验证与拓展：

• 空间定位：揭示PD-1+ T细胞密集分布于肿瘤边缘，而Treg细胞浸润至核心区域；
• 蛋白验证：同步检测PD-L1（肿瘤细胞）、Granzyme B（杀伤活性）等蛋白，发现耐药区域中PD-L1高表达但Granzyme B低表达，提示免疫抑制微环境形成机制。

c.传统方案痛点：流式分选无法保留空间信息，空间转录组无法直接关联蛋白活性。

2. 胚胎发育中的细胞命运决定

a.单细胞测序发现：早期胚胎中某群细胞高表达多能性基因（如OCT4）。
b.PCF验证与拓展：

• 空间定位：精准显示OCT4+细胞聚集在胚胎特定区域（如外胚层）；
• 蛋白验证：检测NANOG、SOX2蛋白共表达，确认多能性状态，并发现WNT信号通路蛋白（如β-catenin）的空间梯度分布，提示分化调控信号来源。

c.传统方案痛点：单细胞测序无法定位发育空间模式，免疫组化通量低且依赖先验知识。

3. 炎症性肠病（IBD）黏膜屏障破坏机制

a.单细胞测序发现：肠上皮细胞中黏蛋白合成基因（如MUC2）表达下降，伴随巨噬细胞炎症通路激活。
b.PCF验证与拓展：

• 空间定位：显示MUC2蛋白缺失区域与巨噬细胞（CD68+）浸润区域高度重叠；
• 蛋白验证：检测炎症因子（如TNF-α、IL-6）在巨噬细胞中的表达，并发现上皮-免疫细胞界面存在IL-23/IL-17信号轴蛋白互作。

c.传统方案痛点：传统蛋白检测（如ELISA）无法定位细胞特异性表达，空间转录组分辨率不足。

4. 阿尔茨海默病神经元-胶质细胞互作

a.单细胞测序发现：小胶质细胞中补体通路（C1q、C3）基因上调。
b.PCF验证与拓展：

• 空间定位：显示补体蛋白C1q+小胶质细胞环绕Aβ斑块分布；
• 蛋白验证：同步检测神经元突触标志物（如Synaptophysin），发现C1q高表达区域突触蛋白丢失，提示补体介导的突触修剪机制。

c.传统方案痛点：单细胞数据无法关联病理结构，多重免疫荧光检测蛋白数量有限。

5. 心肌梗死后的修复与纤维化

a.单细胞测序发现：成纤维细胞中肌成纤维细胞分化基因（如ACTA2）显著上调。
b.PCF验证与拓展：

• 空间定位：显示ACTA2+肌成纤维细胞集中在梗死边缘区，并与血管新生区域（CD31+）相邻；
• 蛋白验证：检测胶原蛋白（Col1a1）沉积与TGF-β信号通路激活，明确纤维化驱动机制。

c.传统方案痛点：单细胞数据缺乏空间动态信息，Masson染色等传统方法无法检测特定细胞来源的蛋白表达。

6. 肿瘤新抗原疫苗疗效评估

单细胞测序发现：疫苗接种后CD8+ T细胞克隆扩增，但部分细胞耗竭标记（如TOX）上调。
PCF验证与拓展：
空间定位：显示TOX+耗竭T细胞聚集在肿瘤核心低氧区域（HIF-1α+）；
蛋白验证：检测肿瘤细胞MHC-I表达缺失与T细胞杀伤活性（Granzyme B）下降的空间相关性，指导联合用药策略（如HIF抑制剂）。
传统方案痛点：流式分选耗竭T细胞会破坏空间微环境信息，空间转录组无法直接检测功能性蛋白。

7. 皮肤伤口愈合中的干细胞再生

a.单细胞测序发现：表皮基底层存在LGR5+干细胞亚群。
b.PCF验证与拓展：

• 空间定位：显示LGR5+干细胞在伤口边缘呈“巢状”分布，与WNT信号配体（如WNT3a）分泌细胞相邻；
• 蛋白验证：检测Ki-67（增殖标记）与KRT15（干细胞标记）共表达，明确再生热点区域。

c.传统方案痛点：单细胞数据无法解析干细胞生态位的空间信号网络，免疫组化难以同步检测多标记。

图1：美国国立卫生院团队通过PCF（原CODEX）对微环境中MAIT细胞进行延伸研究，发现其周围细胞的特殊互作机制，并通过小鼠验证新靶点的发现。（Ruf, Benjamin et al. Cell vol. 186,17: 3686-3705.e32.）

“单细胞测序揭示了细胞的基因异质性，但若止步于此，RNA与蛋白的鸿沟、数据与空间的割裂，仍会让研究悬而未决。 PCF技术以单次实验、双重突破，直击两大痛点——它不仅是单细胞数据的“空间翻译器”，将细胞亚群精准锚定至组织原位；更是RNA表达的“蛋白裁判员”，用功能蛋白验证基因发现的真实性。 从肿瘤免疫治疗的耐药盲区，到阿尔茨海默病的突触修剪之谜；从胚胎发育的命运决定，到心肌修复的纤维化困局，7大应用场景印证了PCF的普适价值。