文章概览

题目：An Integrative Model of Cellular States, Plasticity, and Genetics for Glioblastoma

中文题目：胶质母细胞瘤的细胞状态、可塑性和遗传的综合模型

第一作者：Cyril Neftel

通讯作者：Itay Tirosh, Mario L.Suvà

日期：2019.8.8

被引次数：458

期刊：Cell

影响因子：38.637

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样本信息

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摘要

本文使用了一种综合方法，对28个肿瘤的单细胞RNA测序，以及来自癌症基因组图谱(TCGA)的401个bulk样本的数据进行分析，以得出在胶质母细胞瘤细胞状态和遗传多样性的统一模型。

作者发现胶质母细胞瘤中的恶性细胞以四种主要细胞状态存在，这些细胞状态概括了不同的神经细胞类型，受肿瘤微环境的影响，并表现出相互转化的可塑性。每个状态中细胞的相对比例因胶质母细胞瘤样本而异，并受CDK4、EGFR和PDGFRA基因座的拷贝数扩增以及NF1基因座突变的影响，这些突变均倾向于确定的状态。

图形摘要

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引言

基于bulk表达谱的肿瘤间异质性研究表明，至少存在三种胶质母细胞瘤亚型，即前神经型 (TCGA-PN)、经典型 (TCGA-CL) 和间充质型 (TCGA-MES)（Verhaak 等人，2010 年, Wang 等人, 2017 )。这些亚型分别具有代表性的遗传事件，例如，PDGFRA改变在 TCGA-PN 胶质母细胞瘤中更常见，而EGFR 的改变在 TCGA-CL 胶质母细胞瘤中更常见。多区域肿瘤采样表明多个亚型可以在同一肿瘤的不同区域共存；纵向分析表明亚型可以随着时间和治疗而改变，而单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq) 表明同一肿瘤中的不同细胞可以来自不同的亚型（Patel 等人，2014 年，Sottoriva 等人，2013 年，Wang 等人，2017 年）。

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结果

scRNA-Seq 揭示恶性细胞在GBM中的异质性

作者使用全长 scRNA-seq (SMART-Seq2) 对新鲜肿瘤样本进行了分析，涵盖28个成人和儿童的GBM样本。总共有 7,930 个细胞通过了严格的质量控制；每个细胞平均检测到 5,730 个基因，突出了我们数据集的高质量。作者通过组合三种方法判断恶性细胞：

第一，使用inferCNV来判断细胞的拷贝数变异，该分析确定了大多数细胞中的大规模扩增和缺失，包括胶质母细胞瘤的7 号染色体增加和10 号染色体丢失的标志，这在大多数成人肿瘤中发现，而儿童肿瘤比较少见。

第二，对应于特定细胞类型marker的基因集的高表达将一些细胞分类为巨噬细胞、T 细胞和少突胶质细胞（图 1B）。

第三，聚类（图 1B）突出显示了三个小的非恶性细胞簇，它们缺乏 CNA 并且高度表达特定细胞类型的标记。剩余的细胞形成第四个大簇（6,864 个细胞），推测为恶性细胞，并与 CNA 相关。

这三种方法提供了将胶质母细胞瘤细胞分类为恶性和非恶性亚群的一致分类。肿瘤之间的恶性细胞差异很大（图 1 C 和S1D)，与之前的研究一致，该研究表明患者之间的恶性细胞比非恶性细胞的差异更大