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单细胞联合TCGA你还不会吗

生信菜鸟团  · 公众号  · 生物  · 2024-11-24 14:00

正文

scRNA-seq of colorectal cancer shows regional immune atlas with the function of CD20+ B cells

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顺便说一句,结尾的附录有详细的TB髓系分群marker,请加到各位的细胞注释收藏中查漏补缺一下哦~

文献概述

背景 表征结直肠癌不同部位的免疫景观并寻找潜在的治疗靶点。

方法: 分析了来自19个结直肠癌样本和来自四个部位的配对正常组织的39,484个单细胞,以确定结直肠癌在解剖位置上的免疫特征,特别是在B细胞中。

结果及结论: 免疫细胞浸润在结直肠癌不同区域的肿瘤中有显著差异。来自右侧和左侧结直肠癌的B细胞具有不同的发育轨迹,但都与髓系细胞和T细胞有广泛的相互作用。生存分析提示CD20+B细胞与CRC患者的良好预后相关,尤其是右侧。此外,CD20+B细胞的消耗表明,抗CD20促进肿瘤生长进展,并在体内和体外逆转抗PD-1治疗的肿瘤杀伤活性。

GSE221575;GSE132465;GSE44076 and GSE50760免疫浸润

文献内容

1. 结直肠癌不同部位的免疫景观

整合了GSE221575和GSE132465数据集中9位患者的39484个细胞用于后续分析。

9名患者的9个肿瘤样本和三个不同区域的相邻正常结肠样本,以及1个相应的肝转移肿瘤样本。

六个主要的细胞群,包括三个免疫细胞群(髓系细胞、T和B细胞)和三个非免疫细胞群(上皮细胞、成纤维细胞和内皮细胞)。简直是用各种形式可视化了-featureplot、小提琴图和热图

免疫细胞类型在大多数样本中占主导地位。

髓系、T细胞和B细胞的比例在早期和晚期以及野生型和突变型KRAS和BRAF患者之间相似。

假设细胞类型的组成可能受到肿瘤区域的影响。将19例样本分为7组:升结肠正常组(AN, n = 3)、升结肠肿瘤组(AT, n = 3)、乙状结肠正常组(SN, n = 3)、乙状结肠肿瘤组(ST, n = 3)、直肠正常组(RN, n = 3)、直肠肿瘤组(RT, n = 3)、肝转移组(LM, n = 1)。

LM中T和B细胞明显较少,表明转移性肿瘤表现出低的免疫原性,可能免疫逃逸。

不同样本中细胞亚群比例。

2.右侧结肠癌中T细胞浸润较多

重聚类T细胞为六个亚群。

γδT细胞除TRGC1高表达外,还表现出GZMA和NKG7。以GZMA和NKG7表达水平升高为标志的CD8效应T细胞为细胞毒性T细胞。

耗竭T细胞表达HAVCR2和LAG3,表达细胞毒性标记,表明尽管处于耗竭状态,T细胞的活化和细胞毒性功能仍保持不变。

比较相邻正常和肿瘤样本之间的T细胞亚群比例,肿瘤内CD8效应T细胞减少,treg和耗竭T细胞增加,处于免疫抑制肿瘤微环境。

T细胞,特别是CD8+T和γδT细胞,在RCC中表现出更高程度的浸润。

将GSE44076数据集作为验证队列,并使用Timer 2.0进行免疫浸润分析。验证队列中左侧和右侧CRC的T细胞浸润模式结果一致。RCC表现出明显的免疫浸润。

3.M1_like和M2_like巨噬细胞在结直肠癌中的浸润

髓系细胞分为巨噬细胞,树突状细胞和肥大细胞。

巨噬细胞分为三个亚型:M1_like_macro、M2_like_macro和proli_macro。
巨噬细胞是肿瘤样本中主要的髓系细胞;树突状细胞和肥大细胞在正常组织中更为普遍,强调了巨噬细胞在肿瘤微环境细胞凋亡中的重要作用。肝转移样本髓系细胞中巨噬细胞占比高达90%。M1_like macro和M2_like两种细胞类型的浸润模式在AT组和ST组之间是相反的。
M2_like macro在RCC较多。

对AT组和ST组之间的M1_like和M2_like巨噬细胞进行了富集分析,以研究不同部位巨噬细胞群的功能差异。

在ST组中,M1_like macro在炎症相关通路、转录调控和b细胞受体信号通路中表现出功能富集。AT组M2_like macro与白细胞相互作用。趋化因子信号通路与AT组M2_like macro和ST组M1_like macro的上调有关,反映了B细胞对髓细胞的募集和粘附。

M1_like和M2_like巨噬细胞在RCC和LCC中的浸润模式相反,并且在CRC中与B细胞相互作用。

4.结直肠癌中B细胞的异质性和多样性

对B细胞重聚类为六个不同的细胞群包括记忆B,幼稚B, IgA浆细胞,IgG浆细胞,Proli浆细胞和生发中心B细胞(GCBs)。

肿瘤样本中初始B细胞的含量少于相邻的正常样本,且ST样本中没有初始B细胞。在邻近的正常和肿瘤样本中,B细胞群主要由浆细胞组成。

肿瘤样本中浆细胞的浸润低于邻近正常组织。正常样品中的大部分浆细胞是IgA浆细胞,而IgG浆细胞的比例较小。肿瘤样本则是IgG。

在GSE44076队列中验证了差异。

先前的研究证明趋化因子受体CCR9、CCR10、CXCR3和CXCR4在浆细胞迁移中的关键作用。肿瘤组织IgG浆细胞中CXCR3和CXCR4表达上调,这一发现可能为观察到的肿瘤样本中IgG浆细胞频率较高提供了解释。

5.B细胞在结直肠癌不同区域的发育轨迹

选择幼稚B细胞作为分化轨迹的起始点,幼稚B细胞在外界抗原刺激下分化为记忆B细胞和浆细胞。

B细胞的轨迹被分为三个分支,每个分支对应一个不同的状态,称为S1, S2和S3。在S1和S3阶段观察到不同的发育轨迹。富集结果显示S1对淋巴细胞和单核细胞的增殖、粘附和迁移有调节作用,而LM样品中没有。相比之下,S3(不包括RCC样本)显示出特异性先天免疫功能的富集,包括通过吞噬和补体激活增强的b细胞活化。

6.B细胞与其他免疫细胞,特别是CD20+亚群有广泛的相互作用

在探索B细胞的发育过程中,发现B与不同区域的其他免疫细胞密切相互作用。CellPhoneDB显示B细胞

主要与髓系细胞相互作用。在在肿瘤组织中相互作用明显高于正常组织。

推断出B细胞之间特异性受体-配体(R-L)相互作用并进一步研究每个部位的髓系细胞是如何相互作用的

影响肿瘤微环境。lam1_fam3c, MERTK_GAS6, HLA-C_FAM3C,和SPP1_CD44在多种肿瘤中表达上调。尽管

存在肿瘤部位差异,但B细胞通过相互作用直接或间接影响肿瘤免疫微环境。

差异分析得到B细胞与其他细胞簇的差异基因,联合TCGA对这些特征基因进行生存分析。

CD20+B和TNFRSF17+B细胞与有利的总生存率相关。

CD79B、CD20、TNFRSF17和SMIM14与TCGA中RCC的良好预后相关。

UBE2J1与LCC的良好预后相关, PRDX4和SSR4与RC的良好预后相关。

生存曲线显示CD20具有最显著的p值和长期生存效益。因此后面的分析聚焦于CD20+B细胞亚群。利用NicheNet使用先前的模型推断细胞-细胞相互作用配体靶调控。
GO富集分析预测受体表明CD20+B细胞倾向于招募和粘附其他淋巴细胞。

7.CD20+ B细胞预测结直肠癌患者的预后

为了验证CD20+B细胞在结直肠癌中的预测预后作用,对另外209例患者进行了免疫组化染色,与上述TCGA结果一致。

IHC染色结果一致显示CD20+B细胞与CRC患者,特别是RCC患者的生存率提高呈正相关,这种关联可能归因于三级淋巴结构的存在。

细胞-细胞相互作用分析预测CD20+B细胞通过募集和粘附其他免疫淋巴细胞来调节TME。

CD20+B细胞密度与CD3+T细胞密度呈正相关。

CD20+B细胞与CD3+T细胞非常接近,并且经常形成小簇或三级淋巴样结构,这些结构可见于肿瘤床内和浸润边缘。

考虑到CD20+B细胞和T细胞之间的相关性,以及它们密切的空间关系,也考虑了一下生存关系,CD3+ T细胞的高表达与CRC患者生存正相关。

具有高肿瘤内CD20和CD3亚群密度高的结直肠癌患者比具有低肿瘤内CD20和CD3亚群密度的结直肠癌患者的生存时间更长,在RCC患者中尤为显著。

8.CD20+B细胞的缺失在体内和体外抑制肿瘤杀伤







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