14万细胞图谱绘出15种肿瘤的细胞“画像”,大规



  

14万细胞图谱绘出15种肿瘤的细胞“画像”,大规


  肿瘤具有复杂的生态系统,癌细胞通过与多种其他类型的细胞相互作用形成复杂的细胞调控网络。其中,髓系细胞在调节肿瘤炎症反应以及血管生成等方面发挥着重要作用。

  近期的一项研究工作中,研究人员刻画出了肿瘤浸润髓系细胞类群在不同癌种内的特征图谱,揭示了肿瘤微环境的复杂性和多样性,为肿瘤的免疫治疗提供了新的思路。

  近日,北京大学生物医学前沿创新中心、北京未来基因诊断高精尖创新中心张泽民课题组联合北京大学肿瘤医院步召德课题组和季加孚课题组,在《细胞》(Cell)上发表了题为“A pan-cancer single-cell transcriptional atlas of tumor infiltrating myeloid cells(泛癌种尺度下肿瘤浸润髓系细胞的单细胞转录图谱)”的研究论文。

  

14万细胞图谱绘出15种肿瘤的细胞“画像”,大规


  此工作是首个泛癌种尺度下的单细胞肿瘤免疫图谱研究。课题组在单细胞水平对15个癌种内肿瘤浸润的髓系细胞图谱进行了系统性的刻画,比较了肥大细胞、树突状细胞以及肿瘤相关巨噬细胞在不同癌种内的特性,为靶向不同癌种内髓系细胞的免疫治疗提供了重要依据。

  

14万细胞图谱绘出15种肿瘤的细胞“画像”,大规


  本文主要结论

  李子逸博士和程斯进博士对此工作进行了深入解读。

  研究背景

  我们课题组前期的研究发现,肝癌中存在一群抑制性的 LAMP 3 + 树突状细胞,能够高表达CCR7、CD40、CD80、PD-L1、PD-L2等与成熟、迁移及免疫调控相关的基因

  此外,肿瘤相关巨噬细胞在肠癌中可以被分为SPP1+ TAM和C1QC+ TAM两个细胞亚群,其中SPP1+ TAM被认为具有促进血管生成和肿瘤转移的功能,且其对靶向药物αCSF1R阻断型抗体的治疗不敏感

  基于以上发现,一个很容易被联想到的科学问题便是:这些新鉴定出的细胞类群是否会广泛地存在于其它类型的肿瘤组织中。

  髓系细胞在肿瘤免疫治疗中的作用

  肿瘤细胞在免疫学上的突出特点,是能够产生被免疫系统识别并诱发机体免疫应答的新抗原

  肿瘤细胞能够通过多种机制逃避机体免疫系统的识别和攻击,从而在体内生存和增殖。

  如肿瘤细胞可以通过招募免疫抑制细胞可溶性细胞因子等方式,塑造免疫抑制的肿瘤微环境,并由于遗传变异而逃避免疫系统的检查和清除过程,在抗肿瘤免疫应答的各阶段幸存下来。

  肿瘤免疫治疗指的是通过激活患者自身的免疫系统来恢复正常的抗肿瘤免疫反应。

  目前已有多种靶向药物,如PD-1PD-L1CTLA-4等免疫检查点的抑制剂抗体被批准用于临床治疗,但其适应症人群仍然比较受限

  除淋巴细胞外,肿瘤内的髓系细胞(myeloid cells)也是肿瘤免疫微环境的重要细胞成分之一,在肿瘤发生、发展(如炎症反应及血管生成等)过程中发挥着极为重要的作用。

  因此,髓系细胞已成为临床研究中癌症治疗的热门靶细胞之一。

  肿瘤浸润髓系细胞类群在

  不同癌种内的特征图谱

  通过整合已发表的公开数据及本课题组新产生的单细胞转录组测序数据,我们获得了近14万个髓系细胞的单细胞转录组图谱,该图谱涵盖了15个癌种210例病人

  泛癌种分析的关键点在于从差异中发现共性、从共性中找到差异

  在每个癌肿中,我们首先鉴定出三类主要的髓系细胞类群,即肥大细胞、树突状细胞及单核细胞/巨噬细胞。

  通过对各癌种分别进行无监督聚类,我们对肿瘤浸润的髓系细胞类群进行了注释,并尽可能选择在多癌肿中共表达的特征基因作为细胞类群的标记基因。

  最终,刻画出了一张肿瘤浸润髓系细胞类群在不同癌种内的特征图谱。




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