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原发性和转移性胰腺癌的空间转录组学解析肿瘤微环境异质性

原发性和转移性胰腺癌的空间转录组学解析肿瘤微环境异质性

作者: 单细胞空间交响乐 | 来源:发表于2024-09-18 14:57 被阅读0次

    作者,Evil Genius

    不得不说现在是单细胞+时代了。

    今日参考文献

    用到了很多我们空间课程上分析的方法.

    spotclean + Seurat + harmony + RCTD + Mistyr + niche分析 + Ecotyper空间微环境特征 + 空间细胞聚类 + 共定位 + 生态位分子差异

    希望大家好好学习,空间数据好好分析绝对是可以发高分的。

    我们来分享这篇文章

    知识背景

    • PDAC是一种固有的侵袭性疾病。只有约15%的患者在诊断时存在可切除的肿瘤;大多数被诊断为局部晚期或转移性疾病。大约50%的患者在诊断时有转移性疾病,其中超过80%的转移发生在肝脏。手术仍然是治疗PDAC的唯一方法。
    • 确定肿瘤生态系统的空间组织和转移背后的细胞动力学对于提高我们对PDAC生物学的理解和开发有效的治疗方法至关重要。通过整合的空间分解转录组学,构建了揭示PDAC进展的不同细胞状态和生态动态的空间图谱。

    结果1、PDAC的空间转录组图谱(Visium FFPE)

    空间注释:组织学结构注释 + 细胞marker + 单细胞空间联合反卷积(单细胞是公共数据)

    细胞注释与我们的空间分子图谱相结合,可以对肿瘤及其微环境进行详细的研究。



    结果2、胰腺癌的空间结构

    • 应用MISTy来探索单个转录组点内主要细胞类型的丰度是否可以从它们的空间背景(由它们的微环境的细胞类型组成定义)中预测。具体来说,研究以相对细胞类型比例为特征的局部邻域细胞环境是否可以决定intra-spot(~55 μm)、juxta view(~200 μm;five spot radius)和 para view(~ 3000 μm;15 spot radius)空间尺度。在整个肿瘤区域,单个组织spot内的共定位相互作用(intraview)成为最具预测性的特征,揭示了恶性细胞和非肿瘤细胞群体之间的共定位。
    • PDAC TME中细胞类型之间空间关系的重要性,这为理解肿瘤生物学和治疗方法提供潜在的信息。
    • 肿瘤细胞、免疫细胞和基质细胞的共定位强调了通过研究肿瘤结构来深入了解癌细胞状态的功能作用的潜力。
    • 癌症中细胞邻域的破坏反映了自然生态系统的紊乱,影响了疾病的进展和治疗
    • 综合空间制图揭示了PDAC中TME的异质性,这是由于每个不同空间位置(生态型)中恶性、间质和免疫细胞群的不同组成

    结果3、胰腺癌生态系统的结构变异

    • 为了确定PDAC进展过程中空间生态型的差异,在分子和成分水平上比较了来自不同组织形态区域的样品。在原发性PDAC及其转移spot之间的7种肿瘤相关空间生态型中的5种观察到不同的富集模式。原发性胰腺肿瘤以结缔组织增生和缺氧纤维化niche(CC1和CC5)为主,这些niche富含丰富的细胞外基质沉积和密集的间质室,主要由myCAFs、血管周围样成纤维细胞和免疫抑制免疫细胞组成。特别是调节性T细胞(Treg细胞)和Tam。这些观察结果证实了先前的发现,即PDAC中有一种“活化基质”亚型富集于myCAFs、M2样巨噬细胞和Treg细胞,以及原发性PDAC TME的免疫抑制和结缔组织增生性质。富集分析显示这些生态型中普遍存在EMT相关特征、血管生成和凝血细胞对缺氧胁迫的适应性上调。
    • 这些发现强调了肿瘤、基质和免疫区室之间复杂的、环境依赖的相互作用,这些相互作用在PDAC生态系统中形成了不同的空间生态型,从原发肿瘤到转移部位

    结果4、胰腺癌的代谢重组和脆弱性(代谢差异)

    • 这些结果清楚地描述了PDAC中TME的空间依赖性代谢异质性。



    结果5、肿瘤边缘免疫空间景观

    • 在原发和转移性胰腺样本中检查PDAC样本显示,与正常胰腺样本相比,免疫细胞浸润明显增加
    • 转移细胞重新连接正常淋巴结免疫细胞,并补充独特的免疫抑制肝脏结构,使肿瘤免疫耐受



    最后,从空间细胞排布到疾病耐药发生

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