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Cell:單細胞測序揭示複雜的腫瘤微環境

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了解腫瘤微環境中的免疫細胞表型,對了解癌症進展和免疫療法的機制是必不可少的。近日,紀念斯隆凱特琳癌症中心的研究人員就在《Cell》雜誌上發表了一份目錄,詳述乳腺癌微環境中的免疫細胞表型。

了解腫瘤微環境中的免疫細胞表型,對了解癌症進展和免疫療法的機制是必不可少的。近日,紀念斯隆凱特琳癌症中心的研究人員就在《Cell》雜誌上發表了一份目錄,詳述乳腺癌微環境中的免疫細胞表型。

研究人員從8名乳腺癌患者的腫瘤樣本及配對的正常血液、乳腺和淋巴結樣本中獲得多個免疫細胞,開展單細胞RNA測序實驗。之後,他們利用SEQC流程和一種名為「Biscuit」的計算方法,對這些組織中的免疫細胞進行聚類和鑒定。

這篇論文的通訊作者,紀念斯隆凱特琳癌症中心的Dana Pe"er和Alexander Rudensky表示:「這份圖譜反映了適應性和先天免疫系統在免疫細胞上的多樣性,以及與周圍組織相關的巨大變化。」

目前,人們採用免疫檢查點阻斷藥物來治療某些類型的癌症已經取得了一些進展。因此,人們有意梳理腫瘤微環境中的免疫特徵,看看調節性T細胞(Treg)、效應T細胞及其他免疫細胞是促進還是延緩腫瘤生長。

研究人員利用Illumina的HiSeq 2500測序儀、Droplet Genomics的晶元,以及定製的inDrop單細胞RNA-Seq微流體平台,對47,016個免疫細胞進行轉錄組分析。這些細胞來自8名從未接受過治療的原發性乳腺癌患者。他們同時還對配對的正常血液、乳腺和淋巴結組織的免疫細胞進行單細胞RNA-seq分析。

(圖片來自原文)

研究人員指出,研究對象包括表達雌激素受體(ER)的腫瘤、表達孕激素受體(PR)的腫瘤、表達人表皮生長因子受體2(HER2)的腫瘤,以及ER、PR和HER2都不表達的三陰腫瘤。如同預期的那樣,他們看到了各種免疫細胞簇,包括單核細胞、巨噬細胞、肥大細胞、T細胞、B細胞、樹突狀細胞和嗜中性粒細胞。

他們總共鑒定出83個不同的免疫細胞簇,包括38個T細胞簇、27個骨髓譜系細胞簇、9個B細胞簇和9個自然殺傷細胞簇。研究人員報告稱,大多數的細胞簇(除了其中的10個)是不止一名患者所共有的,儘管在腫瘤樣本中的表型往往不同。

「儘管T細胞和骨髓譜系細胞在腫瘤和正常組織之間表現出相當大的重疊,但是我們在腫瘤中觀察到表型異質性的增加和細胞群體的擴增,」作者寫道。他們指出,部分T細胞在腫瘤和正常組織中都存在,不過細胞毒性T細胞在腫瘤中更豐富,Treg細胞也是如此。

在一系列後續實驗中,研究人員利用10x Genomics的方法獲得27,000多個T細胞的TCR-seq和RNA-seq配對數據並開展分析。他們繼續比較了正常組織和乳腺癌組織的免疫組庫,發現表型擴增往往發生在乳腺癌微環境中。

「這些觀察結果,以及免疫細胞的RNA-seq和TCR-seq數據集和全面的分析平台,將有助於我們更好地了解免疫細胞促進和延緩腫瘤生長背後的分子機制,」作者總結道。

在不久前發表於《Nature Medicine》的另兩項研究中,墨爾本大學和北京大學長官的獨立研究團隊分別利用單細胞RNA測序,來鑒定與三陰乳腺癌和非小細胞肺癌相關的T細胞。這些分析指出,免疫細胞簇與患者結果有潛在關聯。(生物通 薄荷)

原文檢索

Single-Cell Map of Diverse Immune Phenotypes in the Breast Tumor Microenvironment

DOI:


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