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你的“强”,顶级“水刊”Nature Communications又来了!单细胞+免疫微环境的选题原来这么香!

生信图书馆  · 公众号  ·  · 2024-08-10 19:00

正文

大家好呀!很高兴又和大伙见面咯!小伙伴们最近的课题进度都怎样了?要是还没任何思路,那就来看看今天的生信思路分享!馆长今日分享的主题是: 肿瘤浸润髓系细胞。肿瘤浸润髓系细胞因其在肿瘤微环境的作用,逐渐成为最热门的生信分析选题之一! 为此,馆长特地给大伙找来 中国医科大学团队 的一篇肿瘤浸润髓系细胞相关的研究!让我们一起来看看大牛团队是怎么玩转高分单细胞生信的!
来自 中国医科大学附属第四医院普外科的李雪新教授 团队,在Nature著名子刊 《Nature Communications》 上发表了一篇 单细胞泛癌 相关的文章,馆长认为,文章中的亮点满满,因此,特地拿来给大伙解析解析!
1、肿瘤浸润髓系细胞+单细胞RNA测序+泛癌分析! 作者团队的选题十分新颖! 髓系细胞也是肿瘤浸润免疫细胞的重要组成成分之一,其在调节肿瘤炎症反应以及血管生成过程中十分重要,对肿瘤免疫相关生信感兴趣的朋友可以留意上述选题!
2、轨迹分析+细胞间相互作用分析+基因调控网络(GRN)分析! 轨迹分析是是通过构建细胞间的变化轨迹来重塑细胞随着时间的变化过程,可以有效地分析细胞的各个生物学过程。 作者团队在本文中大量应用了多种创新性较高的生信方法!各位生信爱好者们切忌不要错过本文! PS:如果您还有更进一步的单细胞选题、统计学分析需求,敬请扫码联系馆长!馆长以及专业的团队将竭诚为您排忧解难!一条龙服务包您满意!

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题目:单细胞泛癌分析显示肿瘤浸润髓样细胞在免疫检查点阻断中的变异性
杂志:Nature Communications
影响因子:14.7
发表时间:2024年7月

公众号回复“666”即可领取原文献,文献编号240810


研究背景
免疫检查点抑制剂(ICB)免疫治疗在近年取得了重大突破,但T细胞以外的免疫细胞如髓系细胞在ICB治疗中的作用还不太清楚。髓系细胞在肿瘤微环境中广泛存在,并发挥着重要的调节免疫反应的作用,但不同肿瘤类型中髓系细胞的功能和与肿瘤浸润淋巴细胞的相互作用还没有完全理解。单细胞RNA测序技术的进步可以帮助更好地分析和识别肿瘤浸润髓系细胞的异质性。 本研究利用单细胞测序方法,对8种不同类型的癌症进行全面的泛癌分析,以阐明肿瘤浸润髓系细胞在 ICB 治疗中的作用和异质性。
数据来源
癌症类型
样本数量
治疗状态
基底细胞癌 (BCC)
24
治疗前, 治疗后
乳腺癌
32
治疗前, 治疗后
明细胞肾癌 (ccRCC)
40
治疗前, 治疗后
结直肠癌 (CRC)
40
治疗前, 治疗后, 有效, 无效
肝细胞癌 (HCC)
24
治疗前, 治疗后
头颈部鳞状细胞癌 (HNSCC)
40
治疗前, 治疗后, 有效, 无效
肝内胆管癌 (iCCA)
24
治疗前, 治疗后
黑色素瘤
27
治疗前, 治疗后, 有效, 无效
研究思路
主要结果
1、肿瘤浸润髓样细胞(TIM)在癌症类型和治疗组之间差异很大
为了开始评估 TIM 在癌症之间的异质性,作者团队对 129 名患者的肿瘤样本进行了 scRNA-seq,涉及八种不同的癌症类型。 结果显示,五种癌症类型(BCC、ccRC、CRC、HNSCC 和黑色素瘤)具有有关治疗反应状态的可用临床信息(图1A)。 在八种癌症类型中,作者团队确定了巨噬细胞和单核细胞的 12 种亚型、cDC 的 4 种亚型和一组不同的肥大细胞(图1B-C)。 作者还通过它们的 FOLR2 和 APOE 表达程度,区分了三种巨噬细胞亚型(图1D)。
图1 泛癌髓系图谱
2、治疗和反应状态与不同的 TIM 动力学特征相关
肿瘤微环境(TME)是一个复杂的环境,而为了研究 TIM 内的时间变化和发育模式,作者团队通过检查每种细胞类型的 伪时间轨迹 。结果显示,经免疫治疗后,特定细胞类型的平均假时间中出现明显的改变。 Mono_CD14、Macro_NLRP3、Mono_CD16和Macro_IER3的平均假时间显著缩短,这表明后处理状态的差异化程度较低。 相反,pDC_LILRA4显示出免疫治疗后轨迹分化的显着延迟(图2A-B)。与R组相比,NR组的Mono_CD14、Macro_IER3、Macro_NLRP3、Macro_ISG15和cDC_CLEC9A在假时间上表现出相当大的延迟(图2C)。
图2 TIM 之间的伪时间转换
3、不同的 TIM 调控状态是特定癌症的特征
随后,作者团队分析了基因调控网络,以鉴定 R 组和 NR 组的 TIM 内的活性调控元件 (RE)。如图3A所示,起源于同一癌症并表现出相同反应状态的细胞类型聚集在一起。 此外,作者团队还观察到每个 R 组和 NR 组与其各自的癌症类型之间存在密切关系,表明 TIM中RE与免疫治疗反应相关的高癌症特异性。 然后,作者团队确定了导致这种聚类现象的TF模块。 在 CRC 应答者中,Macro_FOLR2 + APOE +、Macro_FOLR2 + APOE-、Macro_APOC1 + IFI27 +、cDC(CD1C)、Macro_OLFML3 和 cDC_CLEC9A 中观察到 YBX1 活性升高(图3)。 有趣的是,已鉴定的TFs主要与巨噬细胞有关。
图3 特异性调控子活性图谱
4、ICB反应中细胞间相互作用的前瞻性靶点
TME内细胞间相互作用的复杂动力学不仅涉及TIMs,还涉及其他免疫细胞群,尤其是T细胞。因此,作者团队研究了TIM之间的两种相互作用关系(图4A-B)。 TIMs 与 CD4/CD8 T 细胞之间的相互作用、TIMs与CD4/CD8 T细胞之间的相互作用,以及TIMs 与 CD4/CD8 T 细胞之间的相互作用如图4C-D所示。
图4 反应组中不同细胞类型的细胞间相互作用模式
5、高度互动的 TIM 表现出癌症特异性的调节模式
为了全面了解免疫疗法中髓系细胞的转录调控谱,作者团队检查了R组和NR组之间表现出不同细胞间相互作用的细胞类型的调控模式。 作者团队观察到特定细胞类型中不同调节子模块的差异表达。例如,调节模块簇 c9 由 pDC_LILRA4 唯一表达,而 c11 和 c3 由 cDC_LAMP3 表达(图5A)。 除了调节子模块外,在比较 R 组和 NR 组时,作者团队还进一步确定了跨癌症类型中向相同方向调节的常见 TFs(图5B)。
图5 高度相互作用的TIMs的靶向分析






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