樂備實是國內(nèi)專注于提供高質(zhì)量蛋白檢測以及組學分析服務的實驗服務專家，自2018年成立以來，樂備實不斷尋求突破，公司的服務技術平臺已擴展到單細胞測序、空間多組學、流式檢測、超敏電化學發(fā)光、Luminex多因子檢測、抗體芯片、PCR Array、ELISA、Elispot、PLA蛋白互作、多色免疫組化、DSP空間多組學等30多個，建立起了一套涵蓋基因、蛋白、細胞以及組織水平實驗的完整檢測體系。
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
一、摘要與引言
肺癌是全球范圍內(nèi)發(fā)病率位居第二且癌癥相關死亡率最高的惡性腫瘤，其復雜的腫瘤生態(tài)系統(tǒng)涵蓋多種免疫細胞類型。研究表明，骨髓來源細胞，尤其是巨噬細胞，在疾病進展過程中扮演關鍵角色。為進一步探究肺腺癌（LUAD）與肺鱗癌（LUSC）腫瘤微環(huán)境的細胞構成與分子特征，本研究整合單細胞轉(zhuǎn)錄組測序與空間轉(zhuǎn)錄組技術，對25例未經(jīng)治療患者的約90萬個細胞進行了系統(tǒng)性分析。
為系統(tǒng)揭示非小細胞肺癌（NSCLC）主要亞型——肺腺癌（LUAD）和肺鱗癌（LUSC）中免疫及非免疫細胞群體的異質(zhì)性及其空間組織結(jié)構，本研究收集了25例未接受術前治療患者的手術切除肺組織樣本，其中包括13例LUAD、8例LUSC以及4例未進一步分類的肺癌樣本。同時，研究納入了2例健康捐獻者的肺組織作為正常對照。所有樣本均包含腫瘤區(qū)域及其匹配的癌旁非腫瘤組織。
單細胞轉(zhuǎn)錄組分析鑒定出具有典型轉(zhuǎn)錄特征的多個細胞類群，涵蓋髓系細胞、淋巴細胞以及非免疫細胞。與癌旁組織相比，腫瘤組織在免疫及非免疫細胞組成上呈現(xiàn)顯著差異。腫瘤組織中成纖維細胞與淋巴管內(nèi)皮細胞的比例顯著下降，而上皮細胞群體表現(xiàn)出更高異質(zhì)性，提示其由突變腫瘤細胞與正常細胞混合組成，且腫瘤轉(zhuǎn)化驅(qū)動了上皮細胞狀態(tài)的多樣化。此外，腫瘤組織中單核細胞與未成熟髓系細胞比例顯著降低，而樹突狀細胞與B細胞總體比例升高。
盡管LUAD與LUSC在腫瘤微環(huán)境的細胞構成上高度相似，但基于配體-受體互作的分析發(fā)現(xiàn)，二者在細胞間通信網(wǎng)絡上存在本質(zhì)差異。LUAD中推斷出的特異性互作對數(shù)量顯著多于LUSC。更為重要的是，多種免疫檢查點分子在兩種亞型中存在差異共表達模式，例如TIM3、DNAM1–TIGIT軸在LUAD中更活躍，而CD96–NECTIN1在LUSC中更普遍。本研究未在互作網(wǎng)絡中檢測到顯著的PD1–PDL1信號，提示其他免疫檢查點（如CTLA4、TIGIT、LILRB1/2和TIM3）可能具有更重要的靶向治療潛力。
本研究通過整合單細胞及空間轉(zhuǎn)錄組學，系統(tǒng)描繪了非小細胞肺癌主要亞型的腫瘤免疫微環(huán)境高分辨率圖譜。主要發(fā)現(xiàn)包括：1）LUAD與LUSC具有高度相似的細胞組成，但細胞間相互作用網(wǎng)絡存在顯著差異；2）腫瘤微環(huán)境中存在復雜的免疫抑制生態(tài)，其特征為抗炎巨噬細胞的擴增及其與細胞毒性淋巴細胞功能的負相關關系；3）腫瘤相關巨噬細胞經(jīng)歷了獨特的轉(zhuǎn)錄重編程；4）兩種亞型在免疫檢查點、血管生成及上皮生長信號網(wǎng)絡方面呈現(xiàn)差異化表達模式，提示了超越PD1/PDL1的潛在治療靶點。
原文點擊：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
肺癌是全球范圍內(nèi)發(fā)病率位居第二且癌癥相關死亡率最高的惡性腫瘤，其復雜的腫瘤生態(tài)系統(tǒng)涵蓋多種免疫細胞類型。研究表明，骨髓來源細胞，尤其是巨噬細胞，在疾病進展過程中扮演關鍵角色。為進一步探究肺腺癌（LUAD）與肺鱗癌（LUSC）腫瘤微環(huán)境的細胞構成與分子特征，本研究整合單細胞轉(zhuǎn)錄組測序與空間轉(zhuǎn)錄組技術，對25例未經(jīng)治療患者的約90萬個細胞進行了系統(tǒng)性分析。
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)。
二、樣本采集與多組學數(shù)據(jù)構建為系統(tǒng)揭示非小細胞肺癌（NSCLC）主要亞型——肺腺癌（LUAD）和肺鱗癌（LUSC）中免疫及非免疫細胞群體的異質(zhì)性及其空間組織結(jié)構，本研究收集了25例未接受術前治療患者的手術切除肺組織樣本，其中包括13例LUAD、8例LUSC以及4例未進一步分類的肺癌樣本。同時，研究納入了2例健康捐獻者的肺組織作為正常對照。所有樣本均包含腫瘤區(qū)域及其匹配的癌旁非腫瘤組織。
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。
單細胞轉(zhuǎn)錄組分析鑒定出具有典型轉(zhuǎn)錄特征的多個細胞類群，涵蓋髓系細胞、淋巴細胞以及非免疫細胞。與癌旁組織相比，腫瘤組織在免疫及非免疫細胞組成上呈現(xiàn)顯著差異。腫瘤組織中成纖維細胞與淋巴管內(nèi)皮細胞的比例顯著下降，而上皮細胞群體表現(xiàn)出更高異質(zhì)性，提示其由突變腫瘤細胞與正常細胞混合組成，且腫瘤轉(zhuǎn)化驅(qū)動了上皮細胞狀態(tài)的多樣化。此外，腫瘤組織中單核細胞與未成熟髓系細胞比例顯著降低，而樹突狀細胞與B細胞總體比例升高。
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。
盡管LUAD與LUSC在腫瘤微環(huán)境的細胞構成上高度相似，但基于配體-受體互作的分析發(fā)現(xiàn)，二者在細胞間通信網(wǎng)絡上存在本質(zhì)差異。LUAD中推斷出的特異性互作對數(shù)量顯著多于LUSC。更為重要的是，多種免疫檢查點分子在兩種亞型中存在差異共表達模式，例如TIM3、DNAM1–TIGIT軸在LUAD中更活躍，而CD96–NECTIN1在LUSC中更普遍。本研究未在互作網(wǎng)絡中檢測到顯著的PD1–PDL1信號，提示其他免疫檢查點（如CTLA4、TIGIT、LILRB1/2和TIM3）可能具有更重要的靶向治療潛力。
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)。
本研究通過整合單細胞及空間轉(zhuǎn)錄組學，系統(tǒng)描繪了非小細胞肺癌主要亞型的腫瘤免疫微環(huán)境高分辨率圖譜。主要發(fā)現(xiàn)包括：1）LUAD與LUSC具有高度相似的細胞組成，但細胞間相互作用網(wǎng)絡存在顯著差異；2）腫瘤微環(huán)境中存在復雜的免疫抑制生態(tài)，其特征為抗炎巨噬細胞的擴增及其與細胞毒性淋巴細胞功能的負相關關系；3）腫瘤相關巨噬細胞經(jīng)歷了獨特的轉(zhuǎn)錄重編程；4）兩種亞型在免疫檢查點、血管生成及上皮生長信號網(wǎng)絡方面呈現(xiàn)差異化表達模式，提示了超越PD1/PDL1的潛在治療靶點。
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。
|
服務類型 |
種屬 |
Panel說明 |
|
空間蛋白檢測 |
人 |
使用NGS 平臺在空間水平同時分析570+蛋白靶標.支持添加額外40個蛋白靶標涵蓋77條功能通路.覆蓋腫瘤研各個方面 |
|
應用領域 |
免疫調(diào)控/炎癥、腫瘤/免疫研究、細胞功能研究、T細胞研究、信號通路研究等 |
|
|
人全轉(zhuǎn)錄組圖譜(WTA) |
人 |
人全轉(zhuǎn)錄組圖譜覆蓋人的全轉(zhuǎn)錄組，可以在在單個組織切片中同時分析 18,000 多個基因的 RNA 表達。 |
|
小鼠全轉(zhuǎn)錄組圖譜（Mu WTA） |
小鼠 |
小鼠全轉(zhuǎn)錄組圖譜覆蓋所有小鼠品系的全轉(zhuǎn)錄組，可以在在單個組織切片中同時分析21,000 多個基因的 RNA 表達。 |
|
癌癥轉(zhuǎn)錄組圖譜(CTA) |
人 |
癌癥轉(zhuǎn)錄組圖譜用于對腫瘤生物學、腫瘤微環(huán)境和免疫反應進行全面分析，可以在在單個組織切片中同時分析 1,800 多個基因的RNA表達。 |
|
犬癌癥圖譜 |
犬 |
犬癌癥圖譜用于研究犬對癌癥以及免疫生態(tài)學治療的免疫反應,可以在單個組織切片中同時分析1,962多個基因的 RNA 表達。 |
|
空間多組學數(shù)據(jù)分析 |
不限 |
提供標準化及定制化數(shù)據(jù)分析，包括箱型圖、散點圖、火山圖、條形圖等多種展示 |
- DSP空間組學助力揭秘食管鱗狀細胞癌(ESCC)生態(tài)演變空間分子圖譜
- 多肽檢測方法的對比及選型
- 文獻解讀：利用WGBS驗證開發(fā)新型DNA甲基化編輯多功能分子工具箱
- 單細胞測序助力證實源自CD8+T細胞的IFN-γ為腫瘤微環(huán)境主要調(diào)節(jié)因子
- 生信分析大揭秘：4種組學常見流程與應用前景全解析
- AF6敲除上調(diào)膽汁酸分泌促進CXCL14介導的HCC抗腫瘤免疫
- 單細胞結(jié)合Xenium多模態(tài)解析中性粒細胞異質(zhì)性與空間調(diào)控機制
- WGBS等助力揭示激活植物DNA甲基化基因轉(zhuǎn)錄的關鍵蛋白結(jié)合
Copyright(C) 1998-2026 生物器材網(wǎng) 電話：021-64166852;13621656896 E-mail：info@bio-equip.com