文獻名稱: Single-cell and spatial analysis reveal interaction of FAP fibroblasts and SPP1 macrophages in colorectal cancer.Nat Commun 2022 04 01;13(1)
摘要:
大腸癌(CRC)是最常見的惡性腫瘤之一捉蚤，除了外科手術以外的治療手段有限抑月。腫瘤微環(huán)境(TME)分析能夠發(fā)現(xiàn)潛在的治療靶點。在這里，我們分析了54,103個來自腫瘤和鄰近組織的細胞啼止，以表征細胞組成锦聊，闡明CRC 中, 腫瘤富集細胞類型潛在起源和調控規(guī)律。我們證明腫瘤特異性 FAP 成纖維細胞和 SPP1巨噬細胞在包含2550個樣品的14個獨立 CRC 隊列中呈正相關享甸，并通過免疫熒光染色和空間轉錄組學驗證其密切定位截碴。這種相互作用可能受到化學蛋白、 TGF-β 和白細胞介素 -1的調節(jié)蛉威，從而刺激免疫排斥結締組織的形成日丹，限制 T 細胞的浸潤。此外蚯嫌，我們發(fā)現(xiàn) FAP 或 SPP1高表達的患者從抗 PD-L1治療隊列中獲得較少的治療益處哲虾。我們的研究結果提供了一個潛在的治療策略丙躏，通過破壞 FAP 成纖維細胞和 SPP1巨噬細胞的相互作用來改善免疫治療。
背景:
結直腸癌（CRC）是第三大最常見的惡性腫瘤（僅次于肺癌和乳腺癌）束凑，每年導致全球約80萬人死亡晒旅。最近，繼在以前難以治療的實體瘤（如黑色素瘤和肺癌）中取得成功之后汪诉，免疫檢查點阻滯（ICB）策略被應用于CRC治療废恋。許多研究都探索了T細胞有效抗腫瘤的免疫療法. 然而，PD-1靶向抗體(新型治療癌癥的藥物)僅對具有高微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（MSI-H）的錯配修復缺陷腫瘤有效扒寄，錯配修復缺陷腫瘤僅占轉移性CRC病例的<5% . 因此鱼鼓，有必要了解CRC腫瘤微環(huán)境（TME）中細胞和分子重塑的機制，并找到潛在的干預靶點该编，以提高免疫治療的治療效果迄本。最近的研究表明，基質細胞和髓系細胞可能形成腫瘤生長和轉移的獨特生態(tài)位课竣。使它們成為潛在的治療靶點嘉赎。
間充質基質細胞代表非上皮、非造血細胞成分于樟，對組織重塑公条、炎癥反應、上皮細胞生長和免疫抑制至關重要. 雖然缺乏典型的譜系標志物隔披，但它們對活蛋白赃份、膠原蛋白、PDGFRα/β和吡蟲素呈陽性奢米，在組織和細胞類型之間具有不同的分布模式抓韩。單細胞轉錄組學的最新進展使得結直腸疾病（包括炎癥性腸谗蕹ぁ）能夠以前所未有的分辨率對細胞群進行系統(tǒng)分析谒拴。基質細胞的異質性也被認為與CRC進展的結果有關.
最近有報道稱涉波，從TME中排除浸潤免疫細胞與CRC患者的預后不良有關英上。并且已經建議將腫瘤相關巨噬細胞（TAM）定位在腫瘤邊緣以防止細胞毒性淋巴細胞（CTL）浸潤到腫瘤核心. 據報道，兩種類型的TAMs具有不同的炎癥和血管生成特征啤覆，并且對CSF1R阻斷治療的反應相反. 其他研究還報告了表達M2巨噬細胞標志物（例如CD163苍日，DC-SIGN）的巨噬細胞或表達FSP1，F(xiàn)AP的癌癥相關成纖維細胞之間的正相關相關性窗声，以及CRC患者的不良結局. 最近報道了一種具有獨特特征的TAM亞型相恃，稱為SPP1巨噬細胞，具有免疫抑制特性笨觅，并與EMT標志物呈正相關拦耐，作為抗腫瘤生長和轉移的潛在靶標耕腾。然而，骨髓細胞與CRC TME中其他類型的細胞之間的相互作用尚未得到充分研究杀糯。
結果:
1. 人正常黏膜和結直腸癌組織的單細胞轉錄組圖譜
(5名非轉移性患者)腫瘤樣品和鄰近正常組織（結腸腺癌（COAD）扫俺，n = 2; 直腸腺癌（READ），n = 3）
去批次: Harmony
2. 結直腸癌患者腫瘤組織中細胞群的特征揭示了 TME 的標志性特征和對臨床結果的預測
為了研究腫瘤浸潤細胞亞群調節(jié)網絡的變化固翰，我們利用分子特征數據庫（MsigDB）的標志性基因集狼纬。分析MSCs，EC倦挂，神經膠質細胞畸颅，髓細胞，T細胞和B細胞在相鄰正常組織和腫瘤組織之間的途徑變化（圖2a）方援。免疫相關途徑，包括炎癥反應涛癌，IL2 / STAT5信號傳導和IL6 / JAK / STAT3信號傳導犯戏，不僅在免疫細胞群（如骨髓細胞和T / ILC細胞）中富集，而且與正常組織相比拳话，在腫瘤中的MSCs和EC中也富集（圖2a）先匪，這表明MSCs和EC參與對結直腸癌的免疫反應。缺氧的標志性基因集在腫瘤的MSCs弃衍，EC和骨髓細胞中比正常樣品的更豐富（圖2a）呀非。這些特征可能反映了定位于腫瘤缺氧區(qū)域的基質細胞相互作用，該區(qū)域將巨噬細胞镜盯，間充質細胞和EC連接起來以重塑CRC微環(huán)境岸裙。此外，腫瘤浸潤骨髓細胞和T/ILC表現(xiàn)出比正常粘膜細胞更大的代謝相關基因富集速缆，包括脂肪酸代謝降允、異種生物代謝、膽汁酸代謝和膽固醇穩(wěn)態(tài)（圖2a）艺糜，這表明免疫代謝在CRC TME中被重新編程剧董。綜上所述，這些發(fā)現(xiàn)表明主要細胞類型的調節(jié)途徑在CRC TME中形成破停。
由于我們的scRNA-seq數據集的樣本量有限翅楼，我們使用了反卷積算法CIBERSORTx模擬細胞類型特異性基因表達譜，以預測由scRNA-seq定量的每種細胞類型的豐度真慢，這些細胞類型來自癌癥基因組圖譜（TCGA）的COAD和READ隊列以及來自基因表達綜合（GEO）的12個獨立CRC隊列的大規(guī)模數據集中毅臊。CIBERSORTx在預測TCGA和GEO數據集的細胞類型特異性基因表達譜方面的魯棒性是使用我們自己的scRNA-seq數據集訓練的. 為了確定CRC微環(huán)境中不同細胞群之間的關系，我們分析了14個獨立CRC隊列中九種主要細胞類型浸潤模式中的成對Spearman相關性晤碘。觀察到MSCs與骨髓細胞之間存在顯著的正相關關系（Spearman相關系數[|Rs|]>0.3和假發(fā)現(xiàn)率[FDR]<0.05）被認為是顯著相關的褂微，Rs范圍從GSE18105數據集中的0.47到GSE17537數據集中55個CRC樣本的0.76（圖2b功蜓，c）。
為了評估CRC TME中每種細胞類型浸潤的臨床相關性宠蚂，我們研究了細胞型浸潤與CRC患者總生存期（OS）和無進展生存期（PFS）的相關性式撼。(中位值區(qū)分浸潤高低)這些分析顯示，TCGA CRC隊列（圖2d求厕，e）中MSC浸潤較高的CRC患者與較差的OS（對數等級測試著隆，p = 0.02）和PFS（對數等級測試，p = 0.00071）相關呀癣。這與先前報道的間充質型結直腸癌的結果一致美浦。此外，骨髓細胞的更大浸潤也與較差的OS（對數秩測試项栏，p = 0.026）和PFS（對數排列測試浦辨，p = 0.033; 圖2d，e）有關沼沈。此外流酬，我們發(fā)現(xiàn)MSCs浸潤與TME中骨髓細胞浸潤呈正相關（圖2b，c）列另，MSCs和髓細胞在CMS4型CRC中均富集（補充圖2i芽腾，j）。
部分內容注釋:
總生存期(OS): 從隨機化分組開始页衙，至因任何原因引起死亡的時間摊滔。對于死亡之前就已經失訪的受試者，通常將最后一次隨訪時間計算為死亡時間店乐。
無進展生存期(PFS, Progression-Free-Survival): 從隨機化到病人出現(xiàn)腫瘤進展或死亡的時間艰躺。
至腫瘤進展時間(TTP, Time-to-Progression): 從隨機化到病人出現(xiàn)腫瘤進展的時間。
3. 腫瘤特異性FAP成纖維細胞與結直腸癌進展有關
長期以來响巢，間充質干細胞和成纖維細胞樣細胞一直被認為是一種關鍵的基質細胞類型描滔，參與調節(jié)腫瘤發(fā)生和癌癥進展。
缺氧是TME最重要的特征之一踪古，之前的一項研究表明含长，TWIST1可能受到缺氧的調節(jié)。事實上伏穆，與其他MSC亞型相比拘泞，缺氧依賴性HIF-1α信號通路在FAP成纖維細胞中顯著富集.
為什么關注HI1α信號通路?
為了了解FAP成纖維細胞與其兩個潛在前體的分化受到調控，我們分析了差異表達的基因并進行了KEGG富集分析（補充圖4g-j）枕扫。除上述TWIST1外陪腌，與FGFR2成纖維細胞和ICAM1端粒細胞相比，F(xiàn)AP成纖維細胞表現(xiàn)出更高的PRRX1表達（補充圖4g，h）诗鸭，這對于調整癌癥中與癌癥相關的成纖維細胞活化和可塑性至關重要染簇。此外，與ICAM1端粒細胞相比强岸，F(xiàn)AP成纖維細胞表現(xiàn)出FAP锻弓，IGFBP4（編碼生長因子），F(xiàn)N1（編碼細胞外基質的糖蛋白）和HES4（對轉錄因子結合和蛋白質二聚化很重要）的顯著表達（補充圖4h）蝌箍。此外青灼，與FGFR2成纖維細胞或ICAM1端粒細胞相比，F(xiàn)AP成纖維細胞在ECM受體相互作用和局灶性粘附相關途徑中富集（補充圖4i妓盲，j）诚镰，這意味著這些細胞參與ECM形成垫言。我們進一步證明蒂教，與所有其他MSC亞型相比追迟，F(xiàn)AP成纖維細胞中高度表達的基因主要是參與ECM受體相互作用，TNF信號通路和脂肪酸生物合成的基因甚亭，這表明這些過程的激活參與FAP成纖維細胞的承諾（補充圖4k）贷币。
部分內容注釋:
ECM: 細胞外基質, 由細胞分泌到細胞外間質中的大分子物質，構成復雜的網架結構亏狰，支持并連接組織結構、調節(jié)組織的發(fā)生和細胞的生理活動偶摔。學者們一致認為惡性腫瘤的侵蝕暇唾、轉移是一個動態(tài)的、連續(xù)的過程辰斋。腫瘤細胞首先從原發(fā)部位脫落策州，侵入到細胞外基質（extracellular ma-trix,ECM），與基底膜（basement membrane,BM）及細胞間質中一些分子粘附宫仗，并激活細胞合成够挂、分泌各種降解酶類，協(xié)助腫瘤細胞穿過ECM進入血管藕夫，然后在某些因子等的作用下運行并穿過血管壁外滲到繼發(fā)部位孽糖，繼續(xù)增殖、形成轉移灶毅贮“煳颍總之，脫落滩褥、粘附病蛉、降解、移動和增生貫穿于惡性腫瘤侵蝕、轉移的全過程铺然。
4. 腫瘤特異性SPP1巨噬細胞與CRC進展相關
我們研究了鄰近組織和腫瘤組織中骨髓細胞亞型的改變俗孝，表明巨噬細胞和中性粒細胞群主要存在于腫瘤組織中，而DC在相鄰的正常組織中富集（圖4a魄健，b）赋铝。重要的是，SPP1巨噬細胞是腫瘤特異性巨噬細胞诀艰，占腫瘤樣本中骨髓細胞的11.6%柬甥，但僅占鄰近正常組織中骨髓細胞的0.68%（圖4c）。CRC中的SPP1巨噬細胞表達通常與巨噬細胞極化相關的C1QC其垄，MRC1苛蒲，STAT1和PPARG（補充數據2）標志物。與這些結果一致绿满，當CIBERSORTx推插細胞浸潤時臂外，發(fā)現(xiàn)腫瘤樣品中SPP1巨噬細胞的浸潤與TCGA隊列中的相鄰正常組織相比顯著上調。在TCGA和GSE17536 CRC隊列中喇颁，SPP1巨噬細胞浸潤較高的CRC患者表現(xiàn)出較短的PFS（圖4e漏健，補充圖6c），并且浸潤與TCGA CRC隊列中的晚期癌癥和MSI-H患者相關橘霎∧杞基于對骨髓細胞亞群標志物CD14、CD206（由MRC1編碼）姐叁、CD209和CD13（由ANPEP編碼）（圖4f）的流式細胞術分析瓦盛，我們進一步記錄到，與非惡性結腸組織相比外潜，SPP1巨噬細胞在CRC中顯著增加原环，而THBS1巨噬細胞變化不顯著（圖4g).此外，RNA速度預測腫瘤特異性SPP1巨噬細胞可能起源于THBS1巨噬細胞（圖4h）处窥。SPP1巨噬細胞表現(xiàn)出更高的表達編碼鈣和鋅結合蛋白的基因嘱吗，包括S100A10，S100A8和S100A6滔驾，以及與細胞外基質相關的基因谒麦，如CD44（補充圖6g）。此外嵌灰，SPP1巨噬細胞可能受到IL-17信號通路弄匕，HIF-1信號傳導和細胞因子 - 細胞因子受體相互作用的調節(jié)，而THBS1巨噬細胞能夠執(zhí)行抗原處理和呈遞沽瞭，并調節(jié)腸道免疫網絡以產生IgA（補充圖6h）迁匠，這意味著SPP1巨噬細胞和THBS1巨噬細胞在TME中執(zhí)行不同的功能。
為了進一步確定SPP1巨噬細胞的主調節(jié)劑，我們進行了pySCENIC分析城丧。結果表明延曙，編碼主轉錄因子的STAT1使巨噬細胞偏向小鼠M1表型，在SPP1巨噬細胞中具有高活性（圖 4i–l）亡哄。
在SPP1巨噬細胞中高度表達的基因是那些參與ECM-受體相互作用枝缔，PPAR信號通路和糖酵解/糖異生（補充圖6i） 的基因。有趣的是蚊惯，SPP1巨噬細胞也可能受到HIF-1信號通路（補充圖6h愿卸，i）的調節(jié)，這是典型的缺氧誘導途徑截型。這些發(fā)現(xiàn)表明趴荸，這些信號通路的激活與SPP1巨噬細胞的承諾有關。由于FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞與缺氧誘導的途徑密切相關宦焦，我們假設存在位于腫瘤缺氧區(qū)域的基質細胞介導的網絡发钝，該網絡連接巨噬細胞和MSC，它們協(xié)同工作以加劇CRC微環(huán)境波闹。
5. FAP 成纖維細胞和 SPP1 巨噬細胞的高浸潤與較差的患者生存率相關
FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞大多在腫瘤組織中富集（圖3b和4b）酝豪，并且在14個結直腸癌數據集的患者中發(fā)現(xiàn)MSCs和髓細胞浸潤之間的高度相關性（圖2b）.為了研究這些亞群的浸潤狀態(tài)，我們使用CIBERSORTx來評估14個獨立CRC隊列中由scRNA-seq鑒定的58個細胞簇的浸潤精堕，并進一步計算每個隊列中這些細胞簇浸潤內的成對Spearman相關性（圖5a）孵淘。我們發(fā)現(xiàn)FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞是所有檢查隊列中相關性最高的群體（圖5a，補充圖7）歹篓。為了進一步揭示這兩種細胞類型之間如此緊密相關的臨床意義夺英，我們比較了具有不同水平FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞的患者的PFS。與特征組合組相比滋捶，同時具有高FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞的患者表現(xiàn)出最短的PFS，這表明這兩種細胞類型可以協(xié)同促進腫瘤進展（圖5b）余黎。
為了進一步了解誘導FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞的潛在觸發(fā)因素或下游信號重窟，我們計算了FAP成纖維細胞之間的差異表達基因。高 SPP1 巨噬細胞和高 FAP 成纖維細胞, 低 SPP1 巨噬細胞, 低TCGA-COAD隊列中的組惧财，隨后進行GSEA分析巡扇。在FAP成纖維細胞樣品中上調的基因+高 SPP1 巨噬細胞+高顯示上皮 - 間充質過渡特征的富集（圖5c）。這些樣品還顯示出高度富集的缺氧基因集（圖5c）垮衷，這與腫瘤的缺氧環(huán)境一致厅翔。53.此外，TNFα信號傳導和IL2/STAT5信號通路在FAP成纖維細胞中也得到了豐富的豐富搀突。+高 SPP1 巨噬細胞+高腫瘤樣品（圖5c）刀闷。這些發(fā)現(xiàn)表明，F(xiàn)AP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞對CRCTME內的不同刺激和信號作出反應。然后甸昏，我們通過H評分系統(tǒng)評估了78名CRC患者組織微陣列（TMA）中的蛋白質表達水平顽分，以鑒定FAP和SPP1與相鄰正常組織相比在腫瘤組織中特異性增加（圖5d，e）施蜜，并發(fā)現(xiàn)在該TMA隊列中FAP或SPP1蛋白水平高的患者表現(xiàn)出較短的OS（圖5f卒蘸， 此外，與FAP或SPP1水平較低的患者相比翻默，F(xiàn)AP和SPP1蛋白水平高的患者存活率較差（圖5h）缸沃。此外，TMA數據集中沒有一個患者表現(xiàn)出高水平的SPP1修械，但FAP較低趾牧，這可能是由于我們的樣本量相對較小，只有78個人祠肥。我們進一步研究了FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞是否緊密定位在CRC組織中武氓。免疫熒光標記表明CRC組織中SPP1陽性和FAP陽性細胞非常接近（圖5I，j）仇箱，這意味著這兩個細胞之間存在潛在的串擾县恕。
6. 空間轉錄組學揭示FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞的細胞-細胞相互作用
基于無偏倚聚類和斑點特征，我們將斑點分為10個簇剂桥，F(xiàn)AP成纖維細胞/ SPP1巨噬細胞忠烛，惡性上皮細胞，上皮細胞权逗，MSCs美尸，纖維化的MT細胞，F(xiàn)AP成纖維細胞斟薇，肌成纖維細胞师坎，內皮細胞，免疫細胞和6號患者的未知（圖6a-c）堪滨。來自scRNA-seq數據（前25個特異性表達的基因）中FAP成纖維細胞或SPP1巨噬細胞特征的每個簇中的評分點突出顯示了FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞在同一位置共定位的簇（圖6g胯陋，h和補充圖9g-m）并包裹在惡性上皮細胞周圍（圖6i）。此外袱箱，F(xiàn)AP成纖維細胞或SPP1巨噬細胞的特征評分顯示出顯著的正相關（圖6j遏乔，k和補充圖9n-o）。大多數FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞在同一位置共定位发笔，10x Genomics Visium平臺中的一個斑點可以容納多達10個細胞盟萨，這表明兩種細胞類型之間存在物理相互作用。此外了讨，我們發(fā)現(xiàn)FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞在四個ST數據集中有助于形成促成形結構的途徑中具有高活性的斑點捻激，包括細胞外基質組織制轰，膠原纖維組織和對TGF-β的反應（圖6l）。從腫瘤核心中排除T細胞或B細胞（圖6m铺罢，補充圖9p–r）艇挨。這些結果表明，促濕性微環(huán)境可能受到FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞相互作用的調節(jié)韭赘，以限制免疫細胞向腫瘤核心的浸潤缩滨。
7. FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞相互作用可能有助于腫瘤微環(huán)境的脫皮(細胞重塑分析)
為了進一步確定CRC患者中FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞相互作用的關鍵介質，我們研究了FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞的細胞 - 細胞通訊機制泉瞻。為此脉漏，我們根據配體- 受體對的表達和下游靶標，用R包“NicheNet”評估了推定的串擾袖牙。我們發(fā)現(xiàn)FAP成纖維細胞可以通過粘附配體 - 受體對COL1A1 / LAMA1 - ITGB1直接與SPP1巨噬細胞接觸（圖7a）侧巨。此外，F(xiàn)AP成纖維細胞通過表達TGF-β超家族基因TGFB1和INHBA以及TGF-β誘導的ACVRL1鞭达，ACVR1或ACVR1B在SPP1巨噬細胞中的表達來增強SPP1巨噬細胞的促炎活性（圖7a）司忱。 此外，F(xiàn)AP成纖維細胞通過WNT5A-FZD2和CCL3-CCR5對增強了SPP1巨噬細胞的募集畴蹭。值得注意的是坦仍，F(xiàn)AP成纖維細胞通過RARRES2-CMKLR1與SPP1巨噬細胞相互作用（圖7a）。我們進一步測定了RARRES2在MSC簇中的相對表達叨襟，并發(fā)現(xiàn)該基因在FAP成纖維細胞中的表達水平高于其他MSC簇（圖7b）繁扎。由RARRES2編碼的Chemerin被證明是CRC的獨立危險因素，并且能夠在DSS誘導的結腸炎模型中影響巨噬細胞極化.此外糊闽，編碼趨血素受體的CMKLR1在THBS1巨噬細胞和SPP1巨噬細胞中均表現(xiàn)出更高的表達（圖7c）梳玫。由于RNA“速度”分析表明SPP1巨噬細胞可以與THBS1巨噬細胞區(qū)分開來（圖4e），F(xiàn)AP成纖維細胞可能起到驅動作用右犹，通過趨血素促進SPP1巨噬細胞分化提澎。此外，我們發(fā)現(xiàn)CRC患者血漿中的趨血素水平顯著高于健康供體（圖7d）念链，這表明化合素可以作為CRC的預測標志物虱朵。(該段涉及大量病理, 需更多的背景積累與詳細解讀)
成纖維細胞是細胞外成分的主要生產者，包括細胞外基質成分钓账，可能有助于形成促成形結構。64.細胞外基質（ECM）相關途徑的基因在FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞中高度表達絮宁，表明FAP成纖維細胞或SPP1巨噬細胞可能有助于促成形結構的產生（補充圖4f和6g）梆暮。因此，我們研究了SPP1巨噬細胞是否促進FAP成纖維細胞的ECM重塑能力绍昂。NicheNet分析顯示啦粹，SPP1巨噬細胞表現(xiàn)出較高的TGFB1偿荷，IL1B和IL1A配體活性以及相對較高的TGFB1，IL1B和IL1A基因表達（圖7e唠椭，f）跳纳。此外，編碼TGFB1的蛋白質與FAP成纖維細胞上由TGFBR3贪嫂，ACVRL1和TGFBR1編碼的受體結合寺庄，而由IL1B或IL1A編碼的配體與FAP成纖維細胞上由IL1R1或IL1RAP編碼的受體相互作用（圖7g），導致這些細胞中編碼膠原或基質金屬肽酶的靶基因的表達（圖7h）力崇。這些靶點是促癌反應的重要組成部分斗塘，100個預測靶標中有35個編碼了ECM途徑的成分。包括細胞外生態(tài)位纖維成分（例如亮靴，膠原蛋白[由COL10A1馍盟，COL11A1，COL1A1茧吊，COL1A1贞岭，COL3A1，COL5A1搓侄，COL8A1]瞄桨，纖連蛋白[由FN1編碼]和整合素[由ITGA5，ITGB5編碼]）休讳，重塑蛋白（例如讲婚，賴氨酰氧化酶家族[由LOX，LOXL1俊柔，LOXL2編碼]）和基質金屬蛋白酶（編碼 ADAM17筹麸， MMP1， MMP14雏婶， MMP2物赶， MMP3， TIMP1留晚， TIMP2酵紫， TIMP3） （圖7h）.我們進一步對KEGG途徑和細胞外基質的基因集進行了NicheNet配體活性分析。事實上错维，靶基因很有可能屬于細胞因子-細胞因子受體相互作用奖地、細胞外基質途徑、TNF信號通路和TGF-β信號通路（圖7i）赋焕。我們進一步探索了前三個配體（由TGFB1参歹，IL1A和IL1B編碼）和ECM相關靶標之間的信號通路，我們發(fā)現(xiàn)了40個下游調節(jié)劑隆判，包括HIF1A犬庇，AKT1僧界，STAT1和NFKB1，它們參與信號通路連接SPP1巨噬細胞分泌的配體和有助于形成促癌區(qū)域的ECM靶基因（圖7j）臭挽。綜上所述捂襟，我們的研究結果表明，F(xiàn)AP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞形成一個相互作用網絡欢峰，支持彼此的維持和功能葬荷。這兩種細胞類型可能在ECM的重塑中發(fā)揮重要作用，可能促進TME的促成膜增生區(qū)域的形成赤赊。
8. FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞的高浸潤與免疫治療耐藥性相關
腫瘤免疫微環(huán)境一般可分為免疫排除型闯狱、發(fā)炎型（簡稱“熱”型腫瘤，對免疫療法反應良好）和CD8 T細胞浸潤的免疫荒漠型抛计。因此哄孤，我們對FAP成纖維細胞和/或SPP1巨噬細胞不同浸潤模式的腫瘤的局部免疫特征感到好奇。有趣的是吹截，CRC腫瘤樣本中FAP成纖維細胞高 SPP1 巨噬細胞高組顯示非沉默突變和單核苷酸變異（SNV）預測的新抗原發(fā)生率相對較高瘦陈。此外，它們顯示出更高的Shannon 熵指數和TCR豐富度波俄，反映了T細胞對新抗原的非有效反應（圖8a-d）晨逝。在所有CRC亞型中，這種CRC亞型也顯示出最低的淋巴細胞浸潤（圖8e）懦铺，這表明這種特定類型腫瘤的微環(huán)境特征是免疫排斥的捉貌，F(xiàn)AP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞都具有高浸潤性。目前的腫瘤免疫療法主要針對淋巴細胞冬念，因此趁窃，減少這類腫瘤的淋巴細胞浸潤會抑制免疫療法的效果。為了驗證這一假設急前，我們使用IMvigor210數據集對接受抗PD-L1治療的膀胱癌患者的生存時間和FAP或SPP1表達進行了關聯(lián)分析醒陆。FAP或SPP1表達水平高的患者對PD-L1抗體治療的反應顯示OS受損（圖8f，g）裆针。此外刨摩，F(xiàn)AP和SPP1表達水平高的抗PD-L1治療患者顯示出較短的生存時間（圖8h）。重要的是世吨，與 FAP 和 SPP1 均表達水平較低的患者相比澡刹，F(xiàn)AP 或 SPP1 水平較高的患者表現(xiàn)出較低的反應（完全緩解 [CR] 和部分反應 [PR]），但進展性疾病 （PD） 更為進行性（PD）（圖 8i）耘婚，這表明富含 FAP 或 SPP1 的患者對抗 PD-L1 治療的反應明顯較差像屋。
結論
這些發(fā)現(xiàn)意味著FAP成纖維細胞和SPP1巨噬細胞有助于ECM重塑和協(xié)調，形成一個可塑性的微環(huán)境边篮，防止淋巴細胞浸潤腫瘤核心己莺，進一步降低PD-L1治療的療效（圖8j）。我們提出戈轿，從機械上講凌受，F(xiàn)AP成纖維細胞受TWIST1調節(jié)，其表達由缺氧誘導;它們還分泌趨血素思杯，趨血素可以進入血管并與THBS1巨噬細胞結合胜蛉，這可能分化為SPP1巨噬細胞。此外色乾，SPP1巨噬細胞可能通過TGFB1調節(jié)FAP成纖維細胞誊册，從而促進MMPs和膠原蛋白的分泌，它們共同促進ECM的重塑（圖8j）暖璧。生物相互作用機制仍需在今后的工作中加以處理案怯。我們的研究揭示了CRC微環(huán)境中免疫和非免疫細胞的詳細景觀，并強調了識別和開發(fā)針對FAP成纖維細胞澎办，SPP1巨噬細胞或參與其串擾的分子的治療策略以克服免疫抑制并增加腫瘤對免疫療法的反應的潛在價值嘲碱。
一些想說的: 感謝文章作者們詳細的研究工作; 本篇若有解析不當, 望老師們不吝指正;不論專業(yè)背景和理論算法都是一個積累的過程, 讓交流分享給我們帶來進步; 謝謝
