整合單細胞與空間轉(zhuǎn)錄組學解析非小細胞肺癌免疫微環(huán)境異質(zhì)性研究

研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤微環(huán)境中抗炎表型巨噬細胞與自然殺傷細胞及T細胞之間呈現(xiàn)顯著的負相關關系，且腫瘤內(nèi)部自然殺傷細胞的細胞毒性功能明顯減弱。盡管LUAD與LUSC在主要細胞類型組成上較為相似，但在多種免疫檢查點分子共表達模式方面存在顯著差異。此外，研究進一步揭示了腫瘤相關巨噬細胞發(fā)生轉(zhuǎn)錄重編程的證據(jù)，表現(xiàn)為其向膽固醇輸出表型轉(zhuǎn)化，并呈現(xiàn)出與胎兒發(fā)育階段相似的鐵離子外排相關轉(zhuǎn)錄特征。

本研究構建的多組學數(shù)據(jù)資源，為深入解析腫瘤相關巨噬細胞的高分辨率分子圖譜提供了重要基礎，進一步闡明了其在腫瘤微環(huán)境中的功能調(diào)控機制，并為針對腫瘤免疫微環(huán)境的新型治療策略開發(fā)提供了理論依據(jù)。

通過流式分選技術富集CD45⁺免疫細胞，并去除紅細胞以保留非免疫細胞群體，進而完成單細胞RNA測序。此外，從上述隊列中選取8例患者（涵蓋腫瘤與癌旁組織）制作組織切片，采用10x Genomics Visium平臺進行空間轉(zhuǎn)錄組分析，共計獲得36張有效切片數(shù)據(jù)。經(jīng)過嚴格的質(zhì)量控制與標準化分析流程，最終建立了包含近90萬個高質(zhì)量細胞的單細胞及空間轉(zhuǎn)錄組整合圖譜。

通過對主要細胞類群進行亞聚類分析，共鑒定出46種細胞亞型，并揭示了關鍵功能群體的變化：腫瘤組織中低細胞毒性表型的自然殺傷細胞比例升高；調(diào)節(jié)性T細胞明顯積累，而耗竭型細胞毒性T細胞比例下降；腫瘤內(nèi)高度異質(zhì)性的抗炎型巨噬細胞比例上升。值得注意的是，其中一類具有循環(huán)特征的STAB1⁺巨噬細胞亞群的比例，與T細胞及自然殺傷細胞的頻率呈顯著負相關，提示其在抑制細胞毒性淋巴細胞浸潤中的關鍵作用。此外，在腫瘤組織中成功鑒定出一類同時表達髓系與上皮標志的“癌癥相關巨噬細胞樣細胞”，其獨特轉(zhuǎn)錄譜并非由技術偽影所致。

此外，研究揭示了亞型特異的促血管生成信號（VEGF通路受體在LUAD成纖維細胞中高表達）與上皮生長信號（EGFR配體通路在LUSC中更活躍）的差異。同時，識別出多個與三級淋巴結(jié)構形成相關的共刺激信號分子對，為理解患者預后差異提供了線索。這些發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)闡明了兩種肺癌亞型在微環(huán)境通信網(wǎng)絡層面的異同，為開發(fā)精準免疫治療策略提供了新的分子依據(jù)。

綜上所述，本研究構建的多組學資源，不僅深化了對非小細胞肺癌免疫微環(huán)境異質(zhì)性與免疫抑制機制的理解，也為基于腫瘤亞型及微環(huán)境特征設計下一代免疫聯(lián)合療法提供了關鍵的數(shù)據(jù)支持和理論框架。

六、空間組學服務哪里有？
LabEx為您提供前沿、全面的空間組學整體解決方案。我們基于10x Genomics Visium、Nanostring GeoMx DSP及多重熒光成像等先進技術平臺，能夠?qū)⒔M織樣本中完整的形態(tài)學信息與高通量轉(zhuǎn)錄組或蛋白組數(shù)據(jù)精準結(jié)合，在保留原始空間位置的同時，揭示細胞類型、基因表達及信號通路的原位分布圖譜。