近日，耶鲁大学樊荣团队与合作者在《Nature》上发表题为“Spatial dynamics of brain development and neuroinflammation”的研究论文。该研究采用空间三组学测序技术——spatial ATAC-RNA-protein与spatial CUT&Tag-RNA-protein测序，并结合Phenocycler-Fusion（PCF）空间单细胞蛋白组（CODEX），系统绘制了大脑发育及神经炎症过程中的动态空间重构图谱。研究构建了小鼠出生后第0天至第21天的全脑时空三组学图谱，并将相应脑区与发育中的人脑进行了比对。该研究通过空间多维度的图谱解析，揭示了大脑发育与神经炎症的共同作用机制与差异路径，为探究大脑发育、功能及疾病提供了重要的参考价值。

值得一提的是，这项研究依然采用了PCF空间单细胞蛋白组技术，用来评价空间新技术的结果准确性，尤其是在对比分析细胞类型的注释和空间的定位分布。PCF空间单细胞蛋白组技术已经成为空间细胞类型诠释的“金标准”。

研究者设计了小鼠脑组织的23plex抗体组合以及19plex的人脑抗体组合，其中包括大脑发育和神经炎症的主要细胞类型的标志物。研究者对小鼠大脑冠状切片以及人脑初级视觉皮层区域进行了PCF空间单细胞蛋白组的成像。研究者采用Cellpose对PCF数据进行了细胞分割，之后进行了Seurat聚类和细胞类型的注释。PCF空间单细胞蛋白组揭示了小鼠大脑的区域化，并显示出预期蛋白标志物和细胞类型的分布、特异性及形态特征。例如分支状星形胶质细胞/神经前体细胞（GFAP+）在P0时表达于小鼠脑膜界膜和内侧脑室区，并在P5时开始向实质和胼胝体的特定区域扩展，至P21时在胼胝体区域尤为丰富。Ki-67阳性增殖细胞密集分布于脑室区，该区域是神经母细胞、前体细胞和胶质细胞的聚集区。随着发育后期前体细胞终末分化，脑室周围和白质中的Ki-67阳性细胞密度随之下降。

PCF空间单细胞蛋白组揭示了神经元细胞主要分布于灰质区域。各亚型显示出皮层特异性：CUX1/2+见于上层皮层，而TBR1+和CTIP2+则见于深层皮层及纹状体。尽管这些决定皮层分层的转录因子在P21时仍有表达，但与出生后早期阶段相比，其蛋白表达水平及阳性细胞密度均有所降低。

该研究还分析了多种免疫细胞标志物：粒细胞/中性粒细胞、单核细胞/巨噬细胞、树突状细胞、T细胞和B细胞。如预期所示，大多数免疫细胞亚型稀疏存在，主要定位于脑膜区。然而，CD169在脑膜中丰富表达，并定位于脉络丛，是一种发育过程中的边界相关巨噬细胞，其对应于中枢神经系统常驻的CD169阳性巨噬细胞。

人脑的PCF成像也揭示了明显的区域化。PCF揭示了SATB2、CTIP2和TBR1的蛋白水平在婴儿期相较于早期阶段似乎有所降低，但经细胞密度校正后显示，其表达区域随发育过程中脑体积增大而扩展。总之，这项研究的PCF空间单细胞蛋白组分析为小鼠和人类大脑发育提供了全面的单细胞蛋白基准和空间细胞分型标准。

| PCF-小鼠神经23plex抗体信息（FF）

Zhang D, Rubio Rodríguez-Kirby LA，L in Y et al.Spatial dynamics of brain development and neuroinflammation.Nature. 647; 213–227 (2025).