口腔包含多种组织类型（如黏膜、唾液腺），尽管形态各异，但其核心结构均由上皮层及其下方的基质（富含成纤维细胞、神经血管单元和免疫细胞）构成。尽管位置毗邻，不同的口腔和唾液腺生态位在结构和功能上具有独特性，某些疾病会偏好性地影响特定部位，但其背后的细胞和分子机制尚不明确。

结构性细胞（如角质形成细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞）不仅仅是组织的被动支撑，还能作为免疫功能的主动调节者，参与维持稳态、协调组织再生和介导免疫应答。尤其是成纤维细胞可以协调多种动态炎症状态。然而，目前尚不清楚成纤维细胞是否在口腔不同黏膜和腺体中协调保守的免疫信号策略，或者其特定的亚型是否具备独特的免疫调节功能。同样不清楚的是，在慢性口腔疾病中，这种以成纤维细胞为锚点的结构如何被重塑。

近期，Cell新子刊《Cell Press Blue》发表了一篇题为“An integrated single-cell and spatial proteotranscriptomics atlas of fibroblast-driven immunoregulation within the human adult oral cavity”的论文。该研究通过整合单细胞测序、PCF空间单细胞蛋白组、Xenium空间转录组和MERSCOPE空间转录组技术，分析了来自不同口腔部位组织（包括黏膜、唾液腺、牙髓等），绘制出了首个高精度的“口腔组织免疫微环境图谱”， 揭示了成纤维细胞作为核心免疫“架构师”的作用。

研究整合了11个已发表的scRNA-seq数据集，并补充了3个新生成的（来自唇黏膜、软腭黏膜和腮腺）数据集。最终图谱包含了来自13个不同解剖部位（包括口腔黏膜、唾液腺和牙髓）的70个样本。数据标准化与整合后，研究采用了一种分层细胞类型注释框架，以捕获广泛的谱系身份和更精细的亚型，最终鉴定了24种更精细的细胞类型。这一部分工作建立了一个基础性的、跨组织的口腔单细胞转录组参考图谱，系统性地定义了不同口腔微环境中共有的和特有的细胞类型。

研究采用了两种空间多组学研究策略：一是PCF空间单细胞蛋白组+Xenium空间转录组，二是PCF空间单细胞蛋白组+MERSCOPE空间转录组，系统性揭示了不同成纤维细胞亚型可以协调多样化的组织免疫微环境。

研究发现了口腔中存在活跃的、由结构性细胞（特别是成纤维细胞）驱动的“结构-免疫”通讯网络。成纤维细胞是这一网络的核心组织者，并且其在唾液腺和口腔黏膜中发挥着差异化的功能：在腺体中更侧重于支持上皮稳态，而在黏膜中则更偏向于主动的免疫监视和细胞招募，以维持屏障组织的健康与防御。

PCF空间单细胞蛋白组（40-plex）证实了黏膜和腺体在细胞组成和空间结构上存在本质区别。黏膜含有更多先天免疫细胞，而腺体富含适应性免疫细胞。在黏膜中，免疫细胞与结构细胞的空间距离显著更近，表明在屏障表面存在更紧密的“免疫-结构耦合”。成纤维细胞与血管共同锚定的“组织细胞邻域”是空间免疫架构的核心组织单元。这些邻域及其“枢纽”在两种组织中以不同的方式组织和连接，从而协调了黏膜中偏向“免疫监视与屏障维持” 与腺体中功能未知但结构不同的免疫状态。

研究定义了转录组学上截然不同的成纤维细胞亚型，尤其是“应激响应型”成纤维细胞约占所有成纤维细胞的25%，但其在黏膜和腺体中表现出明显的转录差异，代表了保守的应激反应程序在不同微环境下的特化。

研究建立了一种名为hist2omics的工作流程，即在同一张组织切片上整合PCF空间单细胞蛋白组+Xenium空间转录组数据。首先在PCF空间单细胞蛋白组精确定位成纤维细胞，排除内皮、免疫和上皮细胞的干扰。然后将此分割结果转移到Xenium空间转录组数据中，对这群细胞进行基于转录组的亚型细分。结果发现了应激响应型成纤维细胞在空间上进一步分为两种极化状态：I型富集于黏膜，高表达炎症监视和基质重塑基因，如S100A8、IL1RN、CCL19、CXCL1，而II型富集于腺体，高表达组织修复、免疫调节和脂质代谢基因，如APOD、CD24、CST3、VEGFD。空间分布上，I型主要定位于黏膜固有层的乳头层（紧邻上皮）。II型则富集于黏膜固有层的网状层以及腺体组织的上皮周围区域。这些结果为理解成纤维细胞如何根据位置执行特定功能提供了直接证据。

研究并行分析了两套互补的空间转录组数据集，MERSCOPE检测了300个基因，其中约100个是精心挑选的配体-受体对，Xenium检测panel中包含了约125个配体-受体对，通过空间邻近和配体-受体共表达推断出了反复出现的细胞通讯集群。

基于空间蛋白组和转录组的整合，研究将配体表达精准锚定到了PCF定义的成纤维细胞亚型上。结果发现了成纤维细胞亚型特异性富集于不同配体模块，量化通讯强度揭示了炎症型和血管周围型成纤维细胞主要与单核/巨噬细胞和NK细胞信号通讯。血管周围型成纤维细胞主要与T细胞互作。上皮周围型和I/II型应激响应型成纤维细胞更偏向与树突状细胞和中性粒细胞等先天免疫细胞相互作用。总之，空间多组学将广泛的互作信号精确解析到了具体的成纤维细胞亚型中，证实了应激响应型等成纤维细胞是先天免疫驻留的关键支持者，并绘制了一张详细的、关于不同成纤维细胞亚型在局部微环境中与特定免疫细胞进行通讯的接线图，极大地深化了对口腔结构免疫空间逻辑的理解。

研究发现了在慢性牙周炎中，成纤维细胞发生了功能重编程，转化为炎症和免疫调节的核心角色。特别是PCF空间单细胞蛋白组证明了在慢性炎症中，成纤维细胞不仅发生了转录组层面的重编程，更在蛋白表达上获得了复杂的免疫调节表型。它们通过上调MHC分子和PD-L1，在空间上直接与T细胞（尤其是Treg）互动，从而将自己定位为调控慢性炎症中免疫应答的关键细胞。这些发现将成纤维细胞定位为慢性口腔炎症中免疫失调的关键执行者和潜在治疗靶点。

总结与讨论

这项研究证明了通过整合单细胞、空间多组学与定制化AI算法，我们能够以前所未有的分辨率可视化、量化并理解复杂组织中细胞的空间结构、通讯网络及其在疾病中的重塑机制，从而为精准免疫治疗开辟了新路径。

这项研究也完美诠释了为什么在空间组学时代，即使高分辨率的空间转录组存在，为什么还必须要进行PCF空间单细胞蛋白组：

—精准“锁定”细胞身份：空间转录组数据常有模糊性。研究者用PCF检测Vimentin、CD31、CD45、Pan-CK 这几个蛋白，才在复杂组织中精准“抓住”了纯正的成纤维细胞，排除内皮、免疫、上皮细胞的干扰。这是所有后续分析的基础。

—看见“蛋白质功能”的实况：研究发现，在牙周炎中，成纤维细胞变成了免疫调节的关键。但MHC-I/II、PD-L1 这些关键的免疫调节分子是蛋白质。正是PCF成像让我们直接“看到”，哪些成纤维细胞在表达PD-L1，并且它们和PD-1+ T细胞在空间上紧紧挨在一起，这为“免疫检查点”互作提供了最直接的证据。这是转录水平无法完全体现的。

—定义细胞的“终极状态”：通过PCF的多蛋白共表达分析，他们最终在组织原位定义了9种成纤维细胞的免疫调节蛋白表型，比如“存活启动型APC”、“免疫逃避型”。这些功能状态的定义，高度依赖于蛋白质的共定位信息。

所以，空间转录组告诉我们细胞“可能想干什么”（基因表达），而PCF空间单细胞蛋白组则揭示细胞“实际正在干什么”（蛋白表达与互作）。 这项研究就像一次精准的“空间多组学手术”， 空间转录组发现线索，PCF空间单细胞蛋白组完成确诊并找到治疗靶点。这再次证明，要真正理解组织的秘密，必须多模态联手，看清细胞的全貌。

| 参考文献

Matuck et al.,An integrated single-cell and spatial proteotranscriptomics atlas of fibroblast-driven immunoregulation within the human adult oral cavity, Cell Press Blue (2026), https://doi.org/10.1016/j.cpblue.2026.100007

华盈生物空间多模态研究体系

PCF空间单细胞蛋白组成像示例