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今天分享的這篇文獻(xiàn)上個(gè)月剛發(fā)表在Nature Communications，主要內(nèi)容是結(jié)合單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組和空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)释树，揭示了FAP+成纖維細(xì)胞和SPP1+巨噬細(xì)胞的互作肠槽，及其對(duì)于結(jié)直腸癌進(jìn)展、免疫治療等方面的影響奢啥。

1. 背景介紹

結(jié)直腸癌 (CRC) 是第三大最常見(jiàn)的惡性腫瘤（僅次于肺癌和乳腺癌）秸仙，每年在全世界造成約 800,000 人死亡。為了提高免疫治療的療效桩盲，有必要了解結(jié)直腸癌腫瘤微環(huán)境（TME）中細(xì)胞和分子重塑的機(jī)制寂纪，尋找潛在的干預(yù)靶點(diǎn)。最近的研究表明赌结，基質(zhì)細(xì)胞和髓系細(xì)胞可能為腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移形成獨(dú)特的生態(tài)位捞蛋，使其成為潛在的治療靶點(diǎn)。

間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞表示非上皮柬姚、非造血細(xì)胞成分拟杉，對(duì)組織重塑、炎癥反應(yīng)量承、上皮細(xì)胞生長(zhǎng)和免疫抑制起到重要作用搬设，在組織和細(xì)胞類型中具有不同的分布模式。不同的基質(zhì)細(xì)胞群可能在結(jié)直腸相關(guān)疾病發(fā)展中發(fā)揮獨(dú)特的作用撕捍。

以往的研究也表明定位于腫瘤邊緣的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞 (TAM) 可防止細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞 (CTL) 浸潤(rùn)進(jìn)入腫瘤核心拿穴。一種具有獨(dú)特特征的 TAM 亞型，稱為SPP1+巨噬細(xì)胞忧风，具有免疫抑制特性默色，并與 EMT 標(biāo)志物呈正相關(guān)，可作為抗腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的潛在靶標(biāo)阀蒂。然而该窗，尚未充分研究 CRC TME 中髓系細(xì)胞與其他類型細(xì)胞之間的相互作用。

2. 主要發(fā)現(xiàn)

確定了結(jié)直腸癌中存在多樣化的腫瘤微環(huán)境景觀蚤霞，其中FAP+成纖維細(xì)胞和SPP1+巨噬細(xì)胞在腫瘤組織中富集酗失。這項(xiàng)工作進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了FAP+成纖維細(xì)胞和SPP1+巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)高度相關(guān)，它們的存在與淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)呈負(fù)相關(guān)昧绣，并預(yù)示患者存活率低规肴。它們的共存與豐富的細(xì)胞外基質(zhì)表達(dá)有關(guān)，從而促進(jìn)腫瘤促纖維增生結(jié)構(gòu)的形成夜畴。此外拖刃，F(xiàn)AP或SPP1的高表達(dá)有助于對(duì) PD-L1 阻斷免疫治療產(chǎn)生耐藥性。

3. 結(jié)果部分

3.1 配對(duì)腸粘膜和CRC樣本的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜

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這部分內(nèi)容比較常規(guī)贪绘，描述和分析跟別的腫瘤單細(xì)胞文章類似兑牡，就不細(xì)講了。

3.2 相比于正常樣本税灌，腫瘤樣本的細(xì)胞亞群有哪些特征均函？和預(yù)后有什么關(guān)系亿虽？

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這張圖怎么看怎么畫(huà)？
圖中每一個(gè)點(diǎn)都是tumor tissue相較于normal tissue的結(jié)果苞也。在某個(gè)亞群里面洛勉，比如MSCs，給每一個(gè)細(xì)胞算一個(gè)通路的打分如迟，然后比較tumor group和normal group是否有顯著差異收毫，算p值，然后做p值矯正殷勘。logFC更容易此再，tumor group和normal group的打分均值相除再求log

可以看出這張圖整體都比較紅，the regulatory pathways of major cell types were shaped in the CRC TME.

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接下來(lái)劳吠，說(shuō)了兩個(gè)事：在多個(gè)bulk數(shù)據(jù)集中引润，都看到成纖維細(xì)胞和髓系細(xì)胞的占比呈現(xiàn)正相關(guān)；成纖維細(xì)胞和髓系細(xì)胞占比高都預(yù)示著更差的生存痒玩。

左邊這張圖怎么看怎么畫(huà)？
扇形的面積表示顯著相關(guān)數(shù)據(jù)集占所有數(shù)據(jù)集的比例议慰，紅色表示正相關(guān)蠢古、藍(lán)色表示負(fù)相關(guān)。以髓系細(xì)胞和成纖維細(xì)胞這對(duì)pair為例别凹，表示在所有數(shù)據(jù)集中草讶，這兩種細(xì)胞的占比都是正相關(guān)的。細(xì)胞占比怎么做炉菲？文中使用的CIBERSORTx結(jié)合這篇文章鑒定的單細(xì)胞特征基因集做的堕战。

3.3 腫瘤特異的FAP+成纖維細(xì)胞和CRC進(jìn)展相關(guān)

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這一部分的分析較常規(guī)，分群然后做生存分析拍霜，發(fā)現(xiàn)FAP+成纖維細(xì)胞顯著富集在腫瘤組織嘱丢，該群具有成纖維細(xì)胞激活、胞外基質(zhì)(ECM)重構(gòu)等特征祠饺，且不利于預(yù)后越驻。

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然后做了RNA velocity，看了這群細(xì)胞可能由什么細(xì)胞轉(zhuǎn)變而來(lái)道偷，然后做了轉(zhuǎn)錄因子分析缀旁，找到了可能驅(qū)動(dòng)這種細(xì)胞轉(zhuǎn)變的TF。
這一部分的結(jié)果存疑勺鸦，因?yàn)椴](méi)有很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)并巍。

3.4 腫瘤特異的SPP1+巨噬細(xì)胞和CRC進(jìn)展相關(guān)

這一部分的分析內(nèi)容和上一節(jié)一樣

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SPP1+macrophages高表達(dá)基因與ECM?receptor interactions, the PPAR signaling pathway, glycolysis/gluconeogenesis等通路相關(guān)，同樣不利于預(yù)后换途。

值得注意的是懊渡，通路分析也表明FAP+成纖維細(xì)胞刽射、SPP1+巨噬細(xì)胞都高表達(dá)hypoxia-induced pathway，作者推測(cè)在腫瘤的缺氧區(qū)域存在巨噬細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的互作網(wǎng)絡(luò)距贷，這加劇了CRC的進(jìn)展柄冲。

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然后做了RNA velocity，看了這群細(xì)胞可能由什么細(xì)胞轉(zhuǎn)變而來(lái)忠蝗，然后做了轉(zhuǎn)錄因子分析现横，找到了可能驅(qū)動(dòng)這種細(xì)胞轉(zhuǎn)變的TF。

3.5 FAP+成纖維細(xì)胞和SPP1+巨噬細(xì)胞的高度浸潤(rùn)和更差的預(yù)后相關(guān)

基于前面的分析：

• 發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞有共存的傾向阁最；
• 成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞各找到一群有意思的子類

后面自然而然會(huì)看這兩個(gè)子類有沒(méi)有共存的傾向戒祠。

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我覺(jué)得左邊這張圖是全文最亮眼的地方。作者發(fā)現(xiàn)在bulk樣本中FAP+成纖維細(xì)胞和SPP1+巨噬細(xì)胞的占比速种，也是正相關(guān)的姜盈，在14個(gè)數(shù)據(jù)集中都是如此。

根據(jù)FAP+成纖維細(xì)胞和SPP1+巨噬細(xì)胞占比高低分成了4個(gè)group配阵，生存分析也是很顯著的馏颂。兩個(gè)子類占比都高的group會(huì)高表達(dá)EMT, 缺氧等通路，這些都是不利于生存的棋傍。

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免疫熒光也證明了兩個(gè)子類在空間上傾向于共定位

3.6 空間轉(zhuǎn)錄組驗(yàn)證FAP+成纖維細(xì)胞和SPP1+巨噬細(xì)胞的細(xì)胞互作

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這一部分空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)沒(méi)有做很多東西救拉，僅是驗(yàn)證了這兩個(gè)子類空間上靠得很近，以至于一個(gè)spot可以包含F(xiàn)AP+成纖維細(xì)胞和SPP1+巨噬細(xì)胞兩類細(xì)胞瘫拣，所以后續(xù)才會(huì)聚出來(lái)一個(gè)FAP+fibroblasts/SPP1+macrophages的cluster亿絮。這群cluster同樣富集ECM相關(guān)通路，而ECM又是與促纖維增生微環(huán)境相關(guān)的麸拄。此外派昧，從空轉(zhuǎn)圖像上發(fā)現(xiàn)這群混合的cluster阻止了免疫細(xì)胞進(jìn)入腫瘤核心。

因此拢切，作者認(rèn)為這兩個(gè)子類的互作蒂萎，調(diào)控了促纖維增生微環(huán)境的形成，進(jìn)而限制了（抑癌的）免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)失球。

3.7 FAP+成纖維細(xì)胞和SPP1+巨噬細(xì)胞的高度浸潤(rùn)降低了免疫治療的響應(yīng)

這一部分是間接說(shuō)明的岖是，沒(méi)有直接在CRC免疫治療樣本中去看這兩個(gè)子類對(duì)于免疫治療響應(yīng)的影響。

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上面的圖看了一些已知的與免疫治療響應(yīng)相關(guān)的指標(biāo)实苞，比如

• TCR香農(nóng)熵

越高表示TCR種類越多豺撑，各種TCR的T細(xì)胞增殖程度差不多，也就是沒(méi)有出現(xiàn)一小部分T細(xì)胞顯著擴(kuò)增的情況黔牵，換言之就是沒(méi)有出現(xiàn)效應(yīng)T細(xì)胞顯著擴(kuò)增的情況聪轿，因此響應(yīng)率越差

• 淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)程度

越低，響應(yīng)率越差

可以看到兩個(gè)子類占比都高的樣本TCR香農(nóng)熵高猾浦、淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)低陆错，這些都預(yù)示著響應(yīng)率差灯抛。

下面的圖是膀胱癌患者免疫治療后的生存數(shù)據(jù)，可以看到FAP+或SPP1+高表達(dá)都預(yù)示著更差的生存音瓷。

4. 總結(jié)

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