人類(lèi)乳腺組織由4個(gè)主要空間區(qū)域組成：（1）末端導(dǎo)管小葉單元（TDLU）和小葉密布的分支上皮細(xì)胞；（2）主要由雙層上皮組成的管狀導(dǎo)管酥筝；（3）富含細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的結(jié)締組織；以及（4）脂肪富集區(qū)缨恒。然而熬词，以往的大量研究都集中在乳腺的上皮系統(tǒng)栅表，對(duì)于非上皮研究甚少笋鄙，且缺乏全面系統(tǒng)，無(wú)偏倚的細(xì)胞表達(dá)和空間組織圖譜怪瓶。
近期萧落，安德森癌癥中心的Nicholas Navin践美，加州大學(xué)的Kai Kessenbrock和Devon A. Lawson合作，在《Nature》上共同發(fā)表了題為“A spatially resolved single-cell genomic atlas of the adult human breast”的文章找岖，構(gòu)建了完整的單細(xì)胞空間分辨率的人乳腺細(xì)胞圖譜（Human Breast Cell Atlas, HBCA）陨倡。
HBCA項(xiàng)目歷時(shí)七年共收集了來(lái)自132例女性手術(shù)患者的220個(gè)乳腺組織樣本，所采集到的樣本一部分用于scRNA-seq和snRNA-seq檢測(cè)许布，另一部分用于CODEX和空間轉(zhuǎn)錄組檢測(cè)兴革，共鑒定出12種主要的細(xì)胞類(lèi)型和58種生物學(xué)細(xì)胞狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)了大量血管周?chē)?xì)胞蜜唾、內(nèi)皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞群體杂曲，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了管腔上皮細(xì)胞的高度多樣化，為乳腺生物學(xué)研究及乳腺癌等疾病提供參考袁余。
茵菲生物可提供空間蛋白組（IMC擎勘、CODEX、mIHC）颖榜、空間轉(zhuǎn)錄組（10x Visium）棚饵、scRNA-seq、單細(xì)胞免疫組庫(kù)測(cè)序掩完、CITE-seq等單細(xì)胞&空間技術(shù)完整解決方案噪漾。
01、確定乳腺組織中的主要細(xì)胞類(lèi)型
scRNA-seq技術(shù)檢測(cè)了126名女性的167個(gè)乳腺組織樣本（無(wú)疾病n=111藤为，預(yù)防性雙側(cè)乳房切除手術(shù)n=18怪与，乳腺癌n=38）中收集到的71.4萬(wàn)個(gè)細(xì)胞，并通過(guò)聚類(lèi)分析確定這些細(xì)胞由10個(gè)主要的細(xì)胞類(lèi)型簇缅疟，這些細(xì)胞類(lèi)型包括三種上皮成分：腔激素反應(yīng)型(LumHR)分别、腔分泌型(LumSec)和基底肌上皮(Basal)；兩種內(nèi)皮細(xì)胞(淋巴管和血管)存淫；三種免疫細(xì)胞(T細(xì)胞耘斩、B細(xì)胞和髓樣細(xì)胞)；兩種間充質(zhì)細(xì)胞類(lèi)型(成纖維細(xì)胞和血管周?chē)?xì)胞)桅咆。
scRNA-seq數(shù)據(jù)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何脂肪細(xì)胞括授，為了鑒定脂肪細(xì)胞，進(jìn)一步通過(guò)snRNA-seq技術(shù)分析20名女性的24個(gè)組織樣本得到了11.7萬(wàn)個(gè)細(xì)胞核的數(shù)據(jù).snRNA-seq分析檢測(cè)到scRNA-seq鑒定的大多數(shù)主要細(xì)胞類(lèi)型岩饼，還包括脂肪細(xì)胞和肥大細(xì)胞荚虚。細(xì)胞-細(xì)胞相互作用分析，結(jié)果顯示主要乳腺細(xì)胞類(lèi)型之間通過(guò)配體-受體相互作用存在顯著的串?dāng)_籍茧“媸觯總的來(lái)說(shuō)，這些數(shù)據(jù)確定了成人乳腺組織中的12種主要細(xì)胞類(lèi)型寞冯。
02渴析、乳腺組織中細(xì)胞的空間分布和鄰域分析
通過(guò)組織病理信息晚伙，將人類(lèi)乳房組織劃分為4個(gè)主要區(qū)域：脂肪組織，結(jié)締組織俭茧，上皮豐富的小葉和導(dǎo)管區(qū)域咆疗。研究人員利用ST（10x Visium）、smFISH和CODEX檢測(cè)乳腺組織中各種細(xì)胞亞群的空間分布情況母债。對(duì)10名患者進(jìn)行ST并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合午磁，揭示了九個(gè)主要集群。鄰域分析發(fā)現(xiàn)毡们，乳腺上皮細(xì)胞和非上皮細(xì)胞之間存在緊密的空間相關(guān)性漓踢，三種上皮細(xì)胞類(lèi)型與B細(xì)胞和T細(xì)胞共同定位，而成纖維細(xì)胞與血管和淋巴管細(xì)胞共同定位漏隐。
03喧半、導(dǎo)管和小葉中的上皮細(xì)胞
對(duì)24萬(wàn)個(gè)上皮細(xì)胞和5.6萬(wàn)個(gè)上皮細(xì)胞核的無(wú)偏聚簇識(shí)別出三種主要的上皮細(xì)胞類(lèi)型：Basal、LumSec和LumHR青责。Basal高度同質(zhì)性挺据，表達(dá)ACTA2和TP63，以及低水平的EPCAM脖隶；在LumHR細(xì)胞中扁耐，鑒定出三種不同的細(xì)胞狀態(tài)；LumSec細(xì)胞顯示出最大程度的多樣性产阱，有七種不同的細(xì)胞狀態(tài)婉称。細(xì)胞增殖僅限于兩個(gè)腔室，basal中沒(méi)有檢測(cè)到构蹬。空間上王暗，大多數(shù)上皮細(xì)胞狀態(tài)與分布沒(méi)有顯著的相關(guān)性，但某些狀態(tài)還是存在區(qū)域特異性庄敛。LumSec-basal和LumSec-HLA主要定位于導(dǎo)管俗壹，而LumSec-KIT和LumSec-Major主要定位于小葉。
04藻烤、正常乳房的免疫生態(tài)系統(tǒng)
scRNA-seq數(shù)據(jù)集表明免疫細(xì)胞主要有3大類(lèi)（髓系绷雏，NK細(xì)胞，T細(xì)胞和B細(xì)胞）怖亭，它們?cè)谌橄俳M織中的豐度都很高（占總細(xì)胞的16.7%涎显，占總核的13.9%）。在NK和T細(xì)胞中鑒定了14個(gè)亞群兴猩；在B細(xì)胞中鑒定了三個(gè)主要亞群期吓，包括記憶細(xì)胞、血漿細(xì)胞和初始細(xì)胞峭跳；在髓系細(xì)胞中解析了DC細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和肥大細(xì)胞的不同亞群井辜。在smFISH和CODEX平臺(tái)上解析了7種免疫細(xì)胞類(lèi)型(單核細(xì)胞布蔗、巨噬細(xì)胞、CD4+T拯刁、CD8+T脊岳、CD4+Treg、DC和B細(xì)胞)的空間組織垛玻，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于結(jié)締組織區(qū)域割捅，導(dǎo)管和小葉區(qū)域含有更高密度的免疫細(xì)胞。
05帚桩、乳房中成纖維細(xì)胞亿驾、血管和淋巴細(xì)胞、血管周?chē)?xì)胞
類(lèi)似地账嚎，對(duì)成纖維細(xì)胞莫瞬、血管和淋巴細(xì)胞、血管周?chē)?xì)胞都做了多樣性解析和空間位置信息注釋郭蕉。最后疼邀，研究人員將細(xì)胞類(lèi)型和細(xì)胞狀態(tài)與臨床數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)起來(lái)，發(fā)現(xiàn)絕經(jīng)后女性basal的上皮細(xì)胞類(lèi)型大幅減少召锈，而肥胖和過(guò)高的BMI（體重指數(shù)）人群則成纖維和髓系細(xì)胞增多旁振。總體而言涨岁，種族拐袜、年齡和更年期與乳房細(xì)胞類(lèi)型和細(xì)胞狀態(tài)組成的變化最大相關(guān)。
總結(jié)
首次使用單細(xì)胞和空間組學(xué)聯(lián)合繪制史上最大規(guī)模人類(lèi)乳腺細(xì)胞圖譜，增進(jìn)了對(duì)人乳腺組織中上皮細(xì)胞和非上皮細(xì)胞類(lèi)型的了解沮尿，為研究乳腺生物學(xué)丛塌、發(fā)育和乳腺癌等疾病提供了全面的參考。
【參考文獻(xiàn)】Kumar T, Nee K, Wei R, et al. A spatially resolved single cell genomic atlas of the adult human breast. Nature. 2023.
