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如何进行单细胞实体瘤研究？

基迪奥生物 · 公众号 · · 2024-12-31 18:01

正文

上期分享了8-11月部分单细胞测序在实体瘤研究中应用的高分文章，具体可戳《单细胞实体瘤研究最前沿！》，今天继续为大家分享更多单细胞实体瘤应用好文，以供参考学习。

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案例1

H2AFY对细胞状态的表观遗传调控决定了高危神经母细胞瘤的免疫原性

英文题目： Epigenetic regulation of cell state by H2AFY governs immunogenicity in high-risk neuroblastoma

发表期刊： J Clin Invest

发表时间： 202409

影响因子： 13.3

物种癌症： 人；神经母细胞瘤

组学策略： scRNA-seq，CUT&RUN，ATAC-seq，蛋白质组

DOI： 10.1172/JCI175310

MYCN 扩增的儿童神经母细胞瘤被列为高危肿瘤，在接受强化治疗后往往会复发。针对PD-1/L1轴的免疫检查点阻断疗法对神经母细胞瘤患者的疗效有限，而且人们对癌症内在免疫调节网络知之甚少。在这里，作者利用全基因组CRISPR/Cas9筛选，确定了 H2AFY 是临床批准的PD-1阻断抗体nivolumab的抗性基因。对scRNA-Seq数据集分析表明， H2AFY mRNA富集于肾上腺素能癌细胞中，并与患者生存率下降有关。在 MYCN 驱动的神经母细胞瘤细胞中遗传性删除 H2afy 可通过激活适应性免疫和先天性免疫来恢复体内对PD-1阻断剂的抗性。表观遗传学和翻译图谱显示， H2afy 缺失会促进细胞向间充质样状态转化。通过多组学方法，作者发现了与 H2AFY 相关的基因，这些基因与患者的功能和预后相关。总之，该项研究阐明了 H2AFY 在高危神经母细胞瘤中作为细胞状态和免疫原性的表观遗传守门人的作用。

Fig1 H2AFY 在 MYCN 驱动的神经母细胞瘤中维持ADRN细胞状态

案例2

KDM3A消融可激活内源性逆转录病毒表达，从而激发胃癌患者的抗肿瘤免疫力

英文题目： KDM3A Ablation Activates Endogenous Retrovirus Expression to Stimulate Antitumor Immunity in Gastric Cancer

发表期刊： Adv Sci (Weinh) .

发表时间： 202410

影响因子： 14.3

物种癌症： 小鼠；胃癌

组学策略： scRNA-seq，bulk RNA-seq

DOI： 10.1002/advs.202309983

肿瘤微环境（TME）具有免疫抑制作用，这限制了免疫疗法在癌症治疗中的成功率；因此，找到能逆转肿瘤微环境免疫抑制作用并提高免疫疗法疗效的新靶点至关重要。本研究基于公开的胃癌患者scRNA-seq和bulk RNA-seq数据进行了富集分析，发现肿瘤内在干扰素（IFN）在TME调节中发挥着核心作用。研究结果表明，KDM3A过度表达可抑制肿瘤内在IFN反应，而通过基因组学或药理学方法抑制KDM3A，可通过激活内源性逆转录病毒（ERVs）有效促进IFN反应。KDM3A消融通过调节H3K4me2重构了dsRNA-MAVS-IFN 轴，增强了 CD8 T细胞的浸润和功能，同时减少了调节性T细胞的存在，从而重塑了体内的TME。此外，将抗PD1治疗与KDM3A抑制相结合可有效抑制肿瘤生长。总之，本研究强调了KDM3A是通过调控ERV-MAVS-IFN轴重塑TME和增强胃癌抗肿瘤免疫力的潜在靶点。

Fig2 单细胞测序显示，KDM3A消融重塑TME

案例3

单细胞和空间转录组分析揭示了与鼻咽癌肿瘤进展和免疫疗法反应相关的三级淋巴结构

英文题目： Single-cell and spatial transcriptome analyses reveal tertiary lymphoid structures linked to tumour progression and immunotherapy response in nasopharyngeal carcinoma

发表期刊： Nat Commun

发表时间： 202409

影响因子： 14.7

物种癌症： 人；鼻咽癌

组学策略： scRNA-seq，10X ST， Stereo-seq，bulk RNA-seq

DOI： 10.1038/s41467-024-52153-4

三级淋巴结构是与癌症结局相关的免疫细胞聚集体，但它们与肿瘤细胞聚集体之间的相互作用尚不清楚。该研究以鼻咽癌为模型，分析了77份活检样本和血液样本中343,829个细胞的单细胞转录组，以及15个肿瘤中31,316个点的空间分辨转录组，以破译它们的组成成分以及与肿瘤细胞聚集体的相互作用。作者确定了三级淋巴结构中的重要细胞群，包括CXCL13癌症相关成纤维细胞、干样CXCL13CD8 T 细胞以及B和T滤泡辅助细胞。研究表明，生殖中心反应使浆细胞成熟。这些浆细胞穿插在肿瘤细胞聚集体中，促进EBV相关恶性细胞的凋亡，增强免疫治疗反应。CXCL13癌症相关成纤维细胞可促进B细胞粘附和抗体生成，激活肿瘤细胞聚集体中衰竭的CXCL13CD8 T细胞。三级淋巴结构相关细胞特征与预后和PD-1阻断反应相关，为癌症治疗策略提供了启示。

Fig3 鼻咽癌中单细胞和空间分辨率下的TLS组成景观

案例4

致癌组蛋白突变型胶质瘤的免疫景观揭示了不同髓系细胞群的肿瘤促进及免疫逃逸作用

英文题目： Immune landscape of oncohistone-mutant gliomas reveals diverse myeloid populations and tumor-promoting function

发表期刊： Nat Commun

发表时间： 202409

影响因子： 14.7

物种癌症： 人，小鼠；胶质瘤

组学策略： scRNA-seq，snRNA-seq

DOI： 10.1038/s41467-024-52096-w.

组蛋白H3突变胶质瘤是一种致命的脑肿瘤，其特点是表观基因组失调和分化停滞。与有关肿瘤细胞的大量数据集相比，有关肿瘤微环境（TME），尤其是免疫浸润的信息十分有限。该研究利用转录组、蛋白质组和空间单细胞方法描述了H3.3K27M和G34R/V突变胶质瘤以及多种H3.3K27M小鼠模型的免疫微环境特征。对免疫谱系的分析表明，H3-突变胶质瘤高度浸润多种髓系细胞群，免疫检查点标记物高水平表达，淋巴细胞稀少，这些结果在所有测试过的H3.3K27M小鼠模型中得到了一致的再现。该研究表明，这些髓系细胞群与H3突变细胞交流，介导免疫抑制并维持肿瘤的形成和维持。在临床前合成小鼠模型中，髓系细胞和免疫检查点通路的双重抑制显示出显著的治疗效果。该项研究结果为瘤细胞突变型胶质瘤的TME提供了有价值的特征描述，并深入探讨了调节髓系浸润以造福患者的方法。

Fig4 髓系细胞招募是K27M肿瘤形成的主要因素，与小鼠肿瘤的抗PD1反应有关

案例5

单细胞遗传学和转录组学联合分析揭示了人类神经母细胞瘤的恶性前SCP样亚克隆

英文题目： Joint single-cell genetic and transcriptomic analysis reveal pre-malignant SCP-like subclones in human neuroblastoma

发表期刊： Mol Cancer

发表时间： 202408

影响因子： 27.7

物种癌症： 人；神经母细胞瘤

组学策略： scRNA-seq

DOI： 10.1186/s12943-024-02091-y

神经母细胞瘤（NB）是一种异质性胚胎恶性肿瘤，也是婴儿期最致命的肿瘤。为了研究神经母细胞瘤细胞状态的克隆发育，作者使用单细胞多组学对人类肿瘤样本进行了单倍型特异性分析，还使用免疫荧光染色和荧光原位杂交（FISH）评估样品。除了肾上腺素能肿瘤细胞，作者还鉴定了非整倍体SCP样细胞的亚群，其特征是克隆扩增、全染色体17次获得，以及增殖、细胞凋亡和非免疫调节表型的表达程序。非整倍体癌前SCP样细胞代表了NB的一个新特征。遗传证据和肿瘤系统发育表明，这些克隆和恶性肾上腺素能群体起源于迁移神经嵴或SCP起源的非整倍体易感细胞，然后谱系致力于交感神经-肾上腺细胞状态。该项研究结果扩展了NB细胞状态的表型谱。考虑到SCPs在发育中的多能性，作者认为胎儿SCPs的转化可能代表了NB中肿瘤发生的一种可能机制，其中17号染色体畸变是特征元素。

Fig5 人神经母细胞瘤中的细胞异质性

案例6

体内相互作用筛选揭示了肝源性转移的限制

英文题目： I n vivo interaction screening reveals liver-derived constraints to metastasis

发表期刊： Nature

发表时间：

如何进行单细胞实体瘤研究？

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