Cell:單細(xì)胞測(cè)序揭示結(jié)腸癌的免疫治療新機(jī)制
免疫檢查點(diǎn)阻斷（ICB）能夠破壞癌細(xì)胞對(duì)免疫系統(tǒng)的監(jiān)視，并顯著改變癌癥的治療模式。抗腫瘤免疫的常用治療策略包括消除腫瘤微環(huán)境（TME）中的致癌細(xì)胞或免疫抑制細(xì)胞，通過使用激動(dòng)性抗體激活特定免疫群體。然而，對(duì)TME復(fù)雜性的不完全理解及明確理論基礎(chǔ)的缺乏，導(dǎo)致許多策略“不分青紅皂白地”被推進(jìn)到臨床。
單細(xì)胞RNA測(cè)序（scRNA-seq）是一種分析實(shí)體瘤復(fù)雜性的強(qiáng)大技術(shù)，能夠前所未有地細(xì)節(jié)描述細(xì)胞多樣性和異質(zhì)表型狀態(tài)。原發(fā)性人類腫瘤中基于scRNA-seq的轉(zhuǎn)錄組分析不僅揭示了T細(xì)胞的異質(zhì)性，而且已開始通過整合轉(zhuǎn)錄組和T細(xì)胞受體的分析來闡明T細(xì)胞種群之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。
今年4月16號(hào)，北大生科院張澤明教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《Cell》上的一篇文章通過分析人和小鼠的scRNA序列數(shù)據(jù)，揭示了這些細(xì)胞的異質(zhì)性和功能，從臨床前模型為人類癌癥的髓樣細(xì)胞調(diào)節(jié)療法提供理論基礎(chǔ)。
通過分析RNA速率嵌入擴(kuò)散圖推斷細(xì)胞未來命運(yùn)，確定了從表達(dá)CD14的單核細(xì)胞向FCN1+ 單核細(xì)胞和不同巨噬細(xì)胞群的定向流動(dòng)（圖2E）。
通過兩種正交算法URD和PAGA進(jìn)一步破譯巨噬細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄軌跡，結(jié)果顯示FCN1+單核細(xì)胞可通過不同的RTM演變成C1QC+和SPP1+TAM群（圖2F）。總之，這些數(shù)據(jù)表明C1QC+和SPP1+TAMs都是由腫瘤浸潤(rùn)的單核細(xì)胞前體發(fā)展而來。
通過分析RNA速率嵌入擴(kuò)散圖推斷細(xì)胞未來命運(yùn)，確定了從表達(dá)CD14的單核細(xì)胞向FCN1+ 單核細(xì)胞和不同巨噬細(xì)胞群的定向流動(dòng)（圖2E）。
通過兩種正交算法URD和PAGA進(jìn)一步破譯巨噬細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄軌跡，結(jié)果顯示FCN1+單核細(xì)胞可通過不同的RTM演變成C1QC+和SPP1+TAM群（圖2F）。總之，這些數(shù)據(jù)表明C1QC+和SPP1+TAMs都是由腫瘤浸潤(rùn)的單核細(xì)胞前體發(fā)展而來。
通過分析RNA速率嵌入擴(kuò)散圖推斷細(xì)胞未來命運(yùn)，確定了從表達(dá)CD14的單核細(xì)胞向FCN1+ 單核細(xì)胞和不同巨噬細(xì)胞群的定向流動(dòng)（圖2E）。
通過兩種正交算法URD和PAGA進(jìn)一步破譯巨噬細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄軌跡，結(jié)果顯示FCN1+單核細(xì)胞可通過不同的RTM演變成C1QC+和SPP1+TAM群（圖2F）。總之，這些數(shù)據(jù)表明C1QC+和SPP1+TAMs都是由腫瘤浸潤(rùn)的單核細(xì)胞前體發(fā)展而來。
進(jìn)一步分析TAM群體間差異表達(dá)的基因，發(fā)現(xiàn)C1QC+ TAMs表現(xiàn)出補(bǔ)體C1Q基因、TREM2、MERTK和CD80的高表達(dá)，而SPP1+ TAMs顯示SPP1、MARCO和VEGFA的特異性表達(dá)（圖3A）。
利用基因集變異分析（GSVA）評(píng)估兩個(gè)TAM群體中已知的信號(hào)通路，發(fā)現(xiàn)SPP1+ TAMs在腫瘤血管生成、細(xì)胞外基質(zhì)受體相互作用和腫瘤血管通路的富集，而C1QC+ TAMs中補(bǔ)體激活、抗原呈遞等通路被顯著激活（圖3B）。
值得注意的是，SPP1+ TAMs還表現(xiàn)出大腸腺瘤和轉(zhuǎn)移性肝癌途徑的特異性富集（圖3B和3C），提示在大腸癌中具有促腫瘤轉(zhuǎn)移的作用。多色成像數(shù)據(jù)也通過分別表達(dá)CD68、CD80、MAF和CD68、MARCO和VEGFA證實(shí)了TAMs這兩個(gè)子集的存在（圖3D）。
在人CRC中發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞間明顯的相互作用，TAMs和cDCs作為預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的核心，與其他細(xì)胞類型的連接最多（圖3E）。SPP1+ TAMs與CAFs和肌成纖維細(xì)胞相互作用，而C1QC+ TAMs和兩組cDCs主要與其他免疫細(xì)胞，特別是T細(xì)胞亞群相互作用（圖3E）。
在與髓樣細(xì)胞和T細(xì)胞相關(guān)的配體受體對(duì)中，CXCL10-CXCR3在C1QC+ TAMs中顯著富集（圖3F），暗示C1QC+ TAMs在招募或激活T細(xì)胞中的潛在作用。與C1QC+ TAMs和其他白細(xì)胞相比，SPP1+ TAMs顯示SDC2的優(yōu)先表達(dá)，SDC2與MMP2結(jié)合，MMP2是CAFs和內(nèi)皮細(xì)胞高度表達(dá)的基因（圖3F），據(jù)報(bào)道與多種癌癥類型的腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移有關(guān)。
下一步，研究者試圖用scRNA-seq研究不同髓細(xì)胞群對(duì)小鼠腫瘤模型抗腫瘤免疫反應(yīng)的影響，并將這些數(shù)據(jù)與我們對(duì)人類髓細(xì)胞異質(zhì)性的發(fā)現(xiàn)聯(lián)系起來。對(duì)小鼠TAM亞群進(jìn)行類似于人類TAM簇的信號(hào)通路分析（圖3B），發(fā)現(xiàn)小鼠TAM亞群也與其血管生成、缺氧和T細(xì)胞相互作用有關(guān)（圖4A）。
研究關(guān)注兩種在臨床試驗(yàn)中被廣泛應(yīng)用的治療策略：CSF1R阻斷法使TAM耗竭和CD40激動(dòng)劑激活DC。接下來試圖闡明抗CSF1R對(duì)小鼠TAM亞群的作用，并將這些發(fā)現(xiàn)與人類相應(yīng)的細(xì)胞群體相聯(lián)系。正如預(yù)期，用抗CSF1R治療患有Renca腫瘤的小鼠，與用對(duì)照抗體治療相比，TAMs的數(shù)目減少（圖4B）。用抗CSF1R治療后，mM12和mM14簇幾乎完全喪失，但mM11、mM13和mM15的減少最小（圖4C和4D）。
