中文题目:整合空间转录组、单细胞测序以及组织病理学揭示AML患者骨髓空间异质性
英文题目: ntegrating Spatial Transcriptome, Single-Cell Sequencing and Histopathology Reveals Bone Marrow Spatial Heterogenous in AML Patients
急性髓系白血病(AML)是一类高度异质性的恶性血液病肿瘤,研究表明LSC是原发耐药或复发难治的关键所在。
尽管单细胞测序技术已经可以对AML患者骨髓进行高分辨率分析,但因标本采集时破坏了骨髓原有的空间结构,因此目前没有有效的手段对患者骨髓中的LSC进行原位分析。
空间转录组是一项可以保留组织完整空间结构的高通量测序技术,在实体瘤中已经广泛应用,但骨髓等含钙组织因脱钙过程中难以保存完整的转录组信息,目前无法进行有效的空间转录组测序。
本研究旨在得到高质量的骨髓石蜡组织空间转录组测序数据,绘制完整的骨髓空间图谱,并对AML患者骨髓中的LSCs和微环境进行分析,探索潜在的发病机制和治疗靶点。
本研究首先通过骨髓活检术获取AML初发患者的骨髓组织,随后进行石蜡包埋脱钙等过程,最后利用Visium技术进行骨髓空间转录组测序。本研究中得到的患者骨髓组织的测序位点(spot)平均基因数远高于目前已报道的骨髓空间转录组数据质量,且高表达PF4的spot与HE染色中的巨核细胞位置完全一致,表明得到的AML患者骨髓空间转录组信息可以准确地反映细胞类型。随后整合配对患者的骨髓单细胞测序数据以及病理学形态特征得到了目前已报道研究中最完整的AML患者骨髓空间转录组图谱,将其流程命名为SPOT-seq。数据显示保留完整空间信息的AML患者骨髓中肿瘤细胞比例相比常规骨髓涂片以及免疫分型更加精确。
本研究随后根据不同肿瘤细胞亚群的特征基因做反卷积计算,将AML肿瘤细胞分为7个亚群,并得到每个spot中不同肿瘤细胞亚群的成分比例,经过统计证实不同的AML患者骨髓中肿瘤细胞的表型异质性。随后进一步探索干细胞样AML细胞的空间分布特征,发现越靠近骨内膜龛的spot具有更高比例的LSC-like肿瘤细胞,同时发现特定基因的表达与其到骨内膜龛的距离具有相关关系。
本研究的SPOT-seq可以精准地反映患者肿瘤负荷,精确评估疗效,预测或判断肿瘤复发状态,并进一步描绘AML患者治疗过程中LSC与骨髓微环境之间的相互作用,探索其分子机制。
实验数据表明SPOT-seq不仅可以广泛适用于血液病,且在其他含钙组织中也具有研究前景。
此外,该研究将骨髓空间转录组的研究范围从小鼠模型扩展至人类组织,为将来的临床研究及应用提供了新的视角和途径。
金洁教授
浙江省重点创新团队-白血病基础与临床研究创新团队带头人
王华锋副教授
浙江大学医学院附属第一医院 血液科 主任助理
副教授/副主任医师/博士生导师/特聘研究员
美国City of Hope国家医学中心博士后
美国布朗大学以及英国Royal Free Hospital访问学者
浙江省551人才计划医坛新秀
中国女医师协会靶向专业委员会委员
中国抗癌协会血液病转化委员会青年委员
浙江省医师协会血液学分会秘书
浙江省领军型创新创业团队成员
主持多项国家自然科学基金、省部级重点课题
以第一作者或通讯作者发表20余篇,分别发表在Lancet Haematol、Adv Sci、Leukemia、Am J Hematol、Blood Cancer J等期刊
国际会议口头报告及摘要报告多次,获得5次美国血液学年会ASH Abstract Achievement Award
浙江省卫生科技进步二等奖