今天給大家介紹一篇2022年1月發(fā)表在OncoImmunology（IF:8.110）上的一篇文章怠噪。本研究作者對單細胞轉錄組和bulk轉錄組數(shù)據(jù)集進行分析备闲，鑒定到了一個新的GBM細胞亞型吟孙，隨后構建的11-基因分類器有助于將GBM劃分為對預后和抗PD-1治療效果不同的亞組俐末≠苏海總的來說文章特別有借鑒意義庄蹋，鑒定了一個稀有的膠質瘤細胞亞群，可能介導微環(huán)境的變化影響免疫治療效果迷雪，結論非常具體參考價值限书，我們來看看吧！
Identification of a unique tumor cell subset employing myeloid transcriptional circuits to create an immunomodulatory microenvironment in glioblastoma
利用膠質瘤的免疫調控微環(huán)境中髓樣轉錄回路鑒定特定的腫瘤細胞亞群
1.流程圖
2.摘要
膠質母細胞瘤（GBM）是一種侵襲性原發(fā)性腦腫瘤章咧，具有以髓系細胞為主的獨特免疫功能倦西。GBM細胞通過劫持與骨髓相關的轉錄程序構建免疫抑制微環(huán)境從而逃避免疫攻擊。然而慧邮，免疫逃避的GBM細胞的分子特征和他們與免疫細胞的相互作用仍然不是十分清楚调限。本研究舟陆，作者對bulk RNA-seq數(shù)據(jù)和scRNA-seq數(shù)據(jù)進行分析并構建GBM免疫特征并鑒定免疫治療亞型。作者鑒定到一個新的GBM細胞亞群——TC-6耻矮，其具有免疫侵襲特征并與腫瘤相關巨噬細胞（TAMs）相互作用以協(xié)調免疫抑制秦躯。促炎癥轉錄因子STAT1,STAT2,IRF1,IRF2,IRF3和IRF7是TC-6亞新的核心調節(jié)子。免疫轉錄組分析鑒定到3個免疫亞型（C1,C2和C3）裆装，其中亞型C3富集TC-6細胞且具有TAMs免疫異質性踱承，與抗PD-1治療反應降低有關。亞型C3中干擾素相關的DNA損傷抵抗信號上調哨免，亞型C3的接受化療的患者生存期較短茎活。OSI-930作為靶向c-kit和VEGFR2酪氨酸激酶的分子制劑，其治療可能會損害亞型C3 的GBM患者的免疫調節(jié)特征琢唾，并與化療-放療產生協(xié)同作用载荔。此外，作者構建了一個11基因集定義亞型C3采桃±廖酰總的來說，作者的研究鑒定到了一個新的GBM亞群并確定了亞型C3與免疫治療反應有關普办，為深入了解GBM免疫微環(huán)境的異質性和GBM免疫治療提供有價值的信息工扎。
結果
1. 數(shù)據(jù)集的獲取的下載
從TCGA數(shù)據(jù)庫獲取GBM的轉錄組數(shù)據(jù)集，從CGGA數(shù)據(jù)庫獲取中國患者的GBM的轉錄組數(shù)據(jù)集衔蹲，從GEO數(shù)據(jù)庫獲取接受抗PD-1治療的復發(fā)性GBM患者的GSE121810數(shù)據(jù)集肢娘。從SRA數(shù)據(jù)庫獲取GBM的scRNA-seq數(shù)據(jù)集
2. scRNA-seq數(shù)據(jù)集鑒定新的腫瘤細胞亞群
作者對5例GBM患者的36789個細胞進行聚類并注釋，共分為16個亞群（圖1a）舆驶。GBM細胞系的特征是7號染色體擴增和10號染色體缺失橱健，標準化的CNA數(shù)據(jù)揭示了細胞中的染色體畸變并鑒定到了6個腫瘤細胞亞群（TC-1至TC-6），其中TC-1至TC-5包括神經組細胞樣（NPC-like）贞远，少突膠質祖細胞樣（OPC-like）畴博，星形膠質細胞樣（AC-like）和間充質樣（MES-like），然而TC-6是之前沒有鑒定到的腫瘤細胞亞群蓝仲。TC-6亞群中EGFR和INF刺激基因表達水平較高（圖1b）俱病。富集分析表明，TC-6參與IFN反應袱结，上皮-間質轉化亮隙，缺氧和驗證反應（圖1c）。為鑒定腫瘤細胞亞群與免疫細胞間的相互作用垢夹，作者將TC亞群與其他細胞進行配體-受體互作分析（圖1d）溢吻。與其余TC亞群相比，TC-6亞群參與TAM招募和表型重編程，腫瘤生長等（圖1e）促王。TCGA數(shù)據(jù)集分析表明TC-6特征與TAM特征正相關（圖1f）犀盟。與其他TC亞群相比，TC-6亞群中PD-L1,IDO1,NT5E和LGALS9上調表達（圖1g）蝇狼。這些結果表明TC-6亞群是一個獨特的腫瘤細胞亞群阅畴，可以與TAM和T細胞互作以創(chuàng)建免疫抑制微環(huán)境。
3. 鑒定協(xié)調TC-6亞群的核心調控因子
作者使用SCENIC評估基因調控網絡（GRNs）的活性迅耘，在不同細胞亞群中鑒定到80個調節(jié)子（圖2a）贱枣，根據(jù)調節(jié)子特異性打分鑒定到IRF1,IRF2,IRF3,IRF7,STAT1和STAT2是特異性調節(jié)子（圖2b）并且這些調節(jié)子在TC-6亞群中活性較高（圖2c）。
4. 基于TC-6核心調節(jié)子鑒定新的GBM亞型
接下來颤专，作者基于TC-6亞群的核心調節(jié)子和TCGA-GBM數(shù)據(jù)集鑒定到112個元基因并進行一致性聚類（圖3a）纽哥，共聚為3個簇（圖3b和3c）。TCGA-GBM和CCGA-GBM數(shù)據(jù)集的KM分析表明亞型C3的總生存期較差（圖3d和3e）栖秕。
5. 與IFN相關的DNA損傷抗性特征表明亞型C3對化療/放療具有抗性
隨后春塌，作者分析GBM亞型的分子特征和臨床特征。亞型C3與野生型IDH1累魔，非膠質瘤-CpG島和膠質瘤的經典亞型有關（圖4a）摔笤。ssGSEA分析表明，亞型C3與IFN相關的DNA損傷抗性（IRDS）和炎癥反應有關（圖4a）垦写。GSEA分析表明IRDS顯著富集于亞型C3中（圖4b）。亞型C3和亞型C1及C2的差異分析表明有24個IRDS基因是排名前10%的差異表達基因（圖4b）彰触。此外梯投，與化療/放療抵抗相關基因在亞型C3中過表達（圖4c）。為研究靶向C3特征是否可以逆轉對化療劑TMZ的耐藥性從而提高治療效果况毅。作者使用SynergySeq平臺并篩選潛在藥物分蓖。正交圖分析確定OSI-930是靶向C3的候選特征（圖4d）。
6. 免疫亞型的免疫學特征
作者對三種免疫亞型的免疫組學特征進行分析（圖5a）尔许，亞型C1以淋巴細胞為主并伴隨Th1淋巴細胞和CD8+ T淋巴細胞增加（圖5a）么鹤。亞型C2以髓細胞為主并伴隨單核細胞，巨噬細胞和中性粒細胞增加（圖5a）味廊。亞型C3的特征是富集極化巨噬細胞和NK細胞并伴隨TC-6亞群中免疫檢查點和免疫抑制調節(jié)劑過表達（圖5a）蒸甜。亞型C1-C3的免疫學特征如圖5b所示。
7. 亞型C3對抗PD-1治療效果較差
為鑒定抗PD-1治療效果是否與GBM亞型有關余佛，作者對GSE121810數(shù)據(jù)集進行分析柠新。與亞型C2和C1相比，亞型C3的總生存期較短辉巡。KM分析表明亞型C3的生存結局最差（圖6a）恨憎。亞型C3顯著富集調控IFN-γ反應，T細胞衰竭郊楣，TGF-β信號和TC-6相關的免疫抑制調控因子（圖6b和6c）憔恳。
8. 構建11-基因C3分類器可以用于GBM分子亞型診斷
為鑒定亞型C3的標志物瓤荔，作者使用PAM方法構建多基因分類器。將TCGA-GBM數(shù)據(jù)集隨機分為訓練集和測試集（2：1）并進行10折交叉驗證钥组，最終構建了一個11-基因分類器茉贡，準確率為0.989，特異性為0.992者铜，敏感性為0.978（圖7a）腔丧。使用CGGA數(shù)據(jù)集驗證11-基因分類器（圖7b和7c）∽餮蹋基于11-基因分類器鑒定的亞型C3的生存期較差（圖7d和7e）愉粤。作者對6例GBM樣本的轉錄組數(shù)據(jù)進行分析，亞型C3中分類器中的11個基因上調表達（圖7f）拿撩。此外衣厘，與非-C3亞型相比，亞型C3中TC-6亞群和IFN相關DNA損傷抵抗特征顯著富集（圖7g）压恒。
IHC染色表明亞型C3中CD163,CTSD,GPNMB和EGFR上調表達（圖8a和8b）影暴。
結論
總的來說，作者基于單細胞轉錄組數(shù)據(jù)集鑒定到一個新的GBM細胞亞群探赫，描述該亞群的免疫調節(jié)特征和與髓細胞的相互作用型宙。基于TC-6的核心調節(jié)子和一致性聚類鑒定了3個GBM亞型伦吠。隨后妆兑，作者構建了基于11個基因的GBM亞型分類器，結果表明亞型C3和非C3亞型的預后和抗PD-1治療效果不同毛仪。本研究對GBM分子診斷和免疫治療具有潛在價值搁嗓。本研究的亮點在于作者的分析數(shù)據(jù)集納入了單細胞轉錄組和bulk轉錄組數(shù)據(jù)集且構建的11-基因分類器使用額外數(shù)據(jù)集進行了驗證。
