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文章標題：Single-cell?analysis defines a pancreatic fibroblast lineage that supports anti-tumor immunity
發(fā)表期刊：Cancer?Cell//2021-07
樣本類型：小鼠/腫瘤組織
文章結果：1）通過質譜流式（CyTOF)研究了18個小鼠組織及5個自發(fā)性腫瘤模型的基質組成脖卖，主要是間充質表型潭流；2）跨組織和腫瘤的廣譜基質異質性茧球；3) 根據(jù)CD105的表達可區(qū)分兩種穩(wěn)定且功能不同胰腺成纖維細胞譜系摘盆；4）CD105pos胰腺成纖維細胞可促進腫瘤的體內生長期丰，CD105neg胰腺成纖維細胞具有高度的腫瘤抑制性笙以。
成纖維細胞具有較強的異質性蒋伦，而且對于維持組織穩(wěn)態(tài)至關重要溉知，在纖維化鬼譬、炎癥以及腫瘤等疾病中也發(fā)揮重要作用娜膘。特別是與腫瘤相關的成纖維細胞（cancer-associated fibroblasts CAFs）可以通過細胞外基質重塑、逃逸免疫監(jiān)視以及促進耐藥發(fā)揮促腫瘤作用优质。不同譜系的成纖維細胞會在胚胎發(fā)育過程中出現(xiàn)竣贪，然而各個譜系與功能之間的關系以及是否與特定疾病相關還未完全闡明军洼。鑒于此，英國曼徹斯特癌癥研究所的Claus J?rgensen研究團隊通過利用質譜流式細胞技術（CyTOF）分析了18個小鼠組織和5個自發(fā)性腫瘤模型的基質組成圖譜演怎，重點研究了間充質表型匕争。該研究揭示了組織和腫瘤間廣泛的間質異質性，并確定胰腺導管腺癌間質和免疫細胞亞群之間的協(xié)調關系爷耀。
胰腺癌相關間充質細胞的表型異質性
研究人員首先通過CyTOF分析了19個KPC小鼠腫瘤組織的500萬個細胞甘桑，以定量分析胰腺導管癌（PDA）間充質基質細胞的組成（Fig 1.A）。研究人員排除了免疫細胞和腫瘤細胞畏纲，對間充質細胞進行聚類分析發(fā)現(xiàn)CD31posECs 由7個亞群組成扇住，包括了3個血液EC（S- 3,4和5)，一個淋巴EC簇(S-11)和其他3個小簇(S-7盗胀、17和18)組成艘蹋。周細胞(S-15)和血液ECs分別形成一個離散簇（Fig 1.A-D）。隨后票灰，研究發(fā)現(xiàn)女阀，根據(jù)轉化生長因子b受體(TGF-bR)共受體CD105的表達分出兩個不同的CAF群體。其中屑迂，CD105pos在腫瘤組織中更富集（CD105pos：CD105neg≈7:3 )浸策。盡管CD105neg在腫瘤中占比較低，但其在腫瘤中更容易增殖（Fig 1.E-J）惹盼。研究人員通過單細胞轉錄組（scRNA-seqs）進一步證實Eng(CD105)表達分離了兩個CAF群體庸汗。最后，對間充質細胞亞群的相對豐度進行相關性分析手报，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)間質細胞之間存在不同的協(xié)調關系蚯舱，表明每個群體對TME內的調控信號都有不同的響應。
Fig 1.?胰腺癌間充質細胞表型和組成的異質性
PDA腫瘤微環(huán)境中協(xié)同調節(jié)的CAF和免疫亞群
為了揭示PDA中充質細胞和免疫細胞亞群間的表型關系掩蛤，研究人員對間充質基質成分的腫瘤中髓系枉昏、自然殺傷和B細胞和T細胞亞群進行分析。研究發(fā)現(xiàn)單核細胞和巨噬細胞的豐度較高且表型異質性較強揍鸟。通過對細胞的相對亞群豐度兄裂、增殖、凋亡指標進行分析發(fā)現(xiàn)腫瘤間所有基質亞群的廣泛變異阳藻。值得注意的是晰奖，三個增殖率最高的間充質亞群都是CD105neg?CAFs，包括MHCIIposCD74pos?S-9和S-12（Fig 2.A-B）腥泥。特異性間充質亞群的豐富度與免疫亞群的增殖速率相關畅涂，反應了他們之間潛在的相互作用(Fig 2. C-G)。值得注意的是道川，一些?CD105pos和CD105neg?間充質亞群與幾個免疫亞群顯示出相反的關系午衰，表明可能存在相反的免疫調節(jié)作用（Fig 2. D-H）立宜。
Fig 2.?PDA腫瘤微環(huán)境中共同調節(jié)的CAF和免疫亞群
CD105neg成纖維細胞在體內抑制腫瘤生長
研究人員對人切除樣本研究發(fā)現(xiàn)CD105pos和CD105neg?CAF也存在于人的PDA組織中，且這些間充質標記表達的細胞具有表型可塑性臊岸。那這些成纖維細胞是否對體內腫瘤生長有不同的影響呢橙数？因此研究人員建立了皮下共注射模型。研究發(fā)現(xiàn)GFPpos?PaFs 在移植后保留并表現(xiàn)出穩(wěn)定的差異 CD105 表達(Fig 3. A)帅戒。與對照組PDA腫瘤細胞相比灯帮，CD105pos?PaFs注射對腫瘤體積變化沒有顯著影響，CD105neg?PaFs注射顯著地抑制了腫瘤生長并提高了小鼠存活率（Fig 3. B-D）逻住。這些結果表明而CD105neg?PaFs成纖維細胞對腫瘤生長具有高度抑制性钟哥。
那CD105pos和CD105neg?PaFs的共注射是如何調節(jié)腫瘤微環(huán)境的呢？研究人員注射10天后瞎访，分離了相似大小的腫瘤腻贰，并分析了整體基因表達譜，觀察到D105pos和CD105neg?PaFs共植入腫瘤中免疫抑制和免疫刺激轉錄程序的差異表達(Fig 3. H)扒秸，進一步支持了CD105neg??PaFs抑制腫瘤的生長播演。
Fig 3.CD105neg成纖維細胞抑制體內腫瘤生長
正常和腫瘤組織中存在CD105+和CD105-成纖維細胞
為了進一步擴大對PDA和胰腺以外的間質成纖維細胞的分析，研究人員用CyTOF分析了5個基因工程小鼠模型的20個腫瘤中的CAFs伴奥。研究發(fā)現(xiàn)所有腫瘤中都存在CAF亞群表達写烤，且肺（KP）、乳腺(MMTV-PyMT)以及黑色素瘤(BRAFV600E)來源的CAFs根據(jù)其組織來源聚集在一起拾徙。進一步研究發(fā)現(xiàn)胰腺腫瘤(KPC)中含有CD105pos和CD105neg的CAFs混合物洲炊，其中CD105pos占比更高。相比之下尼啡，結直腸(KPN)和乳腺(MMTV-PyMT)腫瘤中含有更多占比的CD105neg?CAFs暂衡，而肺(KP)和黑色素瘤(BRAFV600E)腫瘤中以CD105pos?CAFs為主。此外玄叠，研究發(fā)現(xiàn)CD105pos和CD105neg的CAFs不僅存在于腫瘤中古徒，正常組織中也有（Fig 4）拓提。
Fig 7.?CD105pos和CD105neg成纖維細胞在正常組織和腫瘤組織中被鑒定
