癌症研究的“超清摄像头”！单次检测，九重信号

空间蛋白质组学已经能描绘蛋白质在细胞和组织中的分布图，但这就像一张静态照片，信息有限。了解蛋白质的 “功能状态” 才能揭示细胞决策、命运决定和组织功能的深层机制。

发表在 bioRxiv 上的这项研究，展示了一种创新的检测方法——多重原位邻近连接检测。

它的核心原理是：一种特殊的 “抗体-寡核苷酸”探针。每种抗体负责识别并结合一个特定的蛋白质靶点，而它身上携带的寡核苷酸则像一串独特的“条形码”。当两个靶点蛋白在空间上足够接近时，它们各自的抗体探针也会靠拢，两段寡核苷酸可以连接起来形成一个环状的DNA模板。通过滚环扩增技术，这个小小的DNA环能被放大成上百万份拷贝，形成一团在显微镜下清晰可见的荧光信号点。最关键的一步在于多重检测。通过设计多组不同“条形码”的抗体探针，并在实验中分批次用不同颜色的荧光来显示这些条形码的扩增产物，研究人员能在一次实验中，顺序检测多达九对蛋白质的相互作用或修饰状态。

理论很美好，实际效果如何？研究人员在多个层面进行了验证。

在培养的SK-BR-3细胞中，他们用EGF（表皮生长因子）刺激细胞，模拟癌症中常见的信号通路激活。利用misPLA，他们成功同时可视化了STAT5a、STAT3、AKT、ERK和EGFR等关键信号蛋白的磷酸化状态变化。在未刺激的细胞中，这些信号微弱；而一旦受到EGF刺激，代表蛋白质激活的荧光信号点便大量出现，清晰地展示了信号通路的即时启动。

不仅如此，他们还检测了包括 MEK1-ERK2、EGFR-GRB2、STAT3-STAT5a 在内的九对蛋白质相互作用。结果同样表明，EGF刺激显著增强了这些蛋白质“搭档”之间的空间邻近性，生动描绘了信号从膜受体向下游传递的连锁反应。

这项技术不仅适用于培养细胞，更能直接应用于临床组织样本——福尔马林固定石蜡包埋组织样本。研究人员分析了三种经典霍奇金淋巴瘤亚型和一个胸腺瘤样本。通过检测九对信号蛋白的相互作用，他们为每种样本绘制了独特的信号通路“指纹”。

例如，在侵袭性较强的混合细胞型和淋巴细胞消减型淋巴瘤中，EGFR-GRB2和 GRB2-MEK1 的信号密集，表明MAPK信号通路被强烈驱动。而在淋巴细胞为主型样本中，EGFR-GRB2信号很弱，但GRB2-MEK1仍可检测到，提示其MAPK信号输入可能被“截断”，这与该亚型较低的增殖驱动特性相符。这些发现说明，misPLA能够区分组织学上相似但分子机制不同的肿瘤，为预后判断和靶向治疗选择提供了宝贵的分子背景信息。

技术的潜力远不止于此。研究团队还应用了一个九重免疫谱系/粘附分子检测组合，在扁桃体样本中同时绘制了 CD3、CD8、CD19、CD79b、EGFR 等多种标志物的空间分布。结果清晰地区分出富含T细胞的副皮质区、B细胞聚集的滤泡区、生发中心等结构，展示了免疫细胞在组织中的精确定位和空间关系。与单一检测相比，多重检测并未牺牲灵敏度或特异性，证明了其在高丰度蛋白检测中的可靠性。

近十年来，空间组学技术蓬勃发展，但大多数技术仍停留在“谁在哪里”的描述层面。misPLA的出现填补了“正在发生什么”这一功能层面的空白。当然，技术仍有局限：每轮检测的荧光颜色数量有限、结果证明的是空间邻近而非直接物理接触、定量分析需要校准标准等。但无论如何，misPLA已经确立为一种实用、可扩展的技术平台，为所有需要空间背景和功能性解读的生物学问题提供了强大工具。随着探针库的扩展和图像分析流程的成熟，它有望成为功能原位蛋白质组学的常规利器，从基础细胞生物学到生物标志物发现，再到精准病理学，深刻改变我们对细胞和组织的理解。