细胞作为生命活动的基本单位，并非孤立存在。在复杂的生物系统中，细胞间通过精密的“通讯网络”实现信息传递，调控增殖、分化、凋亡等关键生理过程，而通讯紊乱往往与肿瘤、自身免疫病等多种疾病的发生发展密切相关。解析细胞通讯的分子机制与调控规律，已成为生命科学与医学研究的核心方向之一，而多技术融合的研究策略正为这一领域带来突破性进展。
一、 细胞通讯的核心原理：配体-受体介导的信号传递
Armingol E, Officer A, Harismendy O, Lewis NE. Deciphering cell-cell interactions and communication from gene expression. Nat Rev Genet. 2021 Feb;22(2):71-88.
细胞通讯的本质的是配体-受体特异性互作引发的信号传导过程。细胞通过分泌细胞因子、趋化因子、生长因子等配体分子，与靶细胞表面的对应受体结合，进而启动细胞内下游信号通路，最终调控靶细胞的生理或病理功能。根据信号传递的空间范围与方式，细胞通讯主要分为自分泌（Autocrine）、旁分泌（Paracrine）、邻分泌（Juxtacrine）和内分泌（Endocrine）等类型，不同类型的通讯模式共同构成了维持组织稳态、调控免疫应答、驱动发育分化的复杂网络。 这一过程的核心逻辑在于“特异性识别”与“功能传导”：配体与受体的精准结合确保了信号传递的特异性，而下游信号通路的激活则将分子信号转化为细胞的功能性应答，是连接分子机制与生物表型的关键桥梁。
二、 细胞通讯研究的核心挑战与解决方案
在实际研究中，样本量少、细胞异质性高、通讯过程的空间依赖性等问题，为精准解析细胞通讯模式带来了诸多挑战。针对这些痛点，LabEx整合多技术平台，构建了“从转录组筛选到蛋白组验证、从单细胞解析到空间定位”的完整研究体系，为细胞通讯研究提供全方位解决方案。
（一）突破细胞异质性与样本限制：单细胞测序技术
对于细胞异质性高、样本量稀缺的研究场景（如肿瘤组织、罕见病样本），传统 bulk 测序难以区分不同细胞亚群的通讯特征。单细胞测序（scRNA-seq）技术通过捕获单个细胞的基因表达谱，能够精准区分细胞亚群，筛选出不同亚群特异性表达的差异配体/受体基因，从而挖掘潜在的细胞间通讯分子。例如，在肿瘤微环境研究中，可通过单细胞测序识别肿瘤细胞与免疫细胞之间特异性表达的配体-受体对，为解析肿瘤免疫逃逸机制提供关键线索。
Armingol E, Officer A, Harismendy O, Lewis NE. Deciphering cell-cell interactions and communication from gene expression. Nat Rev Genet. 2021 Feb;22(2):71-88.
（二）还原真实通讯场景：空间多组学技术
细胞通讯具有显著的“位置依赖性”，仅明确分子互作还不足以还原真实的生理或病理状态。空间转录组/蛋白组技术能够定位细胞在组织中的空间分布，明确通讯细胞间的物理关联，将分子互作与空间位置相结合。这一技术在肿瘤微环境、神经突触通讯等研究中尤为重要，可揭示“哪些细胞在特定位置发生通讯”，从而更真实地还原通讯网络的组织架构。
（三）夯实分子机制：多维度验证技术
转录组水平的配体-受体筛选存在假阳性风险，且基因表达并不完全等同于蛋白功能。因此，蛋白水平的验证是确认细胞通讯真实性的关键环节：
多因子检测技术（Luminex/MSD/ELISA）：具备高灵敏度、高通量优势，可同步检测多种配体-受体的蛋白表达水平，直接佐证其功能互作；
空间蛋白互作技术（PLA） ：实现了内源蛋白互作的原位可视化与定量，通过1000倍信号放大效应，适配微量、低丰度样本，完美保留蛋白互作的原位保真度；
流式细胞术：可高效分选特定细胞亚群并进行表型鉴定，为后续通讯分析提供高纯度的细胞样本，确保研究的针对性与准确性。
三、 从分子机制到疾病表型：细胞通讯研究的完整链路
细胞通讯研究的最终目标是揭示“分子互作-信号通路-疾病表型”的关联，为疾病诊断与治疗提供新靶点。基于LabEx多技术平台，可构建标准化的研究流程：
1. 筛选差异分子：整合单细胞与空间转录组数据，定位疾病相关的差异表达配体/受体，锁定核心通讯分子；
2. 验证蛋白功能：通过多因子检测、PLA等技术，在蛋白水平验证配体-受体的表达与互作，排除转录组假阳性，夯实分子机制基础；
3. 关联临床表型：结合临床样本的肿瘤分期、预后、药物响应等表型数据，通过生物信息学分析构建完整的关联链，明确细胞通讯紊乱在疾病发生发展中的核心作用。 这一研究链路实现了从“发现分子”到“验证功能”再到“临床转化”的闭环，为疾病机制研究与靶向药物开发提供了强有力的技术支撑。
四、 LabEx多技术平台：赋能细胞通讯研究全场景
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技术平台 |
核心作用 |
适用场景 |
技术优势（LabEx亮点） |
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单细胞测序（scRNA-seq） |
捕获单个细胞基因表达谱，筛选差异配体 / 受体 |
细胞异质性高、样本量少的研究 |
精准区分细胞亚群，挖掘潜在通讯分子 |
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空间多组学（空间转录组 / 蛋白组） |
定位细胞空间分布，明确通讯细胞间物理关联 |
需解析 “位置依赖型” 通讯（如肿瘤微环境） |
关联空间位置与分子互作，还原真实通讯场景 |
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多因子检测（Luminex/MSD/ELISA） |
验证配体 - 受体蛋白水平表达与互作 |
蛋白水平验证、多分子同步检测 |
高灵敏度、高通量，直接佐证功能互作（避免转录组假阳） |
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空间蛋白互作（PLA） |
原位可视化、定位及定量内源蛋白互作 |
微量 / 低丰度样本、内源蛋白互作检测 |
原位保真 + 高特异性 + 1000 倍信号放大，适配多类型样本 |
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流式细胞术 |
细胞亚群分选与表型鉴定 |
特定细胞亚群分离、纯度验证 |
高效分选目标细胞，支持后续通讯分析 |
为满足不同研究需求，LabEx整合五大核心技术平台，提供灵活定制的研究方案： 从单细胞水平的分子筛选到空间维度的原位验证，从转录组到蛋白组的跨层面解析，LabEx多技术平台覆盖了细胞通讯研究的全流程，能够为科研人员提供从实验设计到数据解读的一站式服务。 细胞通讯网络的解析是破解生命奥秘、攻克疾病难题的关键一步。随着单细胞测序、空间多组学、多因子检测等技术的不断革新与融合，我们对细胞通讯机制的理解正在从“宏观”走向“微观”，从“推测”走向“实证”。LabEx始终致力于生命科学的发展，助力科研人员在生命科学与医学领域取得更多突破性成果。如需进一步了解技术细节或定制研究方案，欢迎随时咨询！
