單細(xì)胞&空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序相結(jié)合解碼丨丨膠質(zhì)瘤母細(xì)胞瘤微環(huán)境中髓樣細(xì)胞分泌IL-10驅(qū)動(dòng)誘發(fā)T?細(xì)胞耗竭

研究背景

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是一種起源于腦部膠質(zhì)細(xì)胞的、顱內(nèi)常見(jiàn)的惡性腫瘤，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤通常發(fā)生于成人，其累及大腦的頻率高于脊髓。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤有時(shí)也稱(chēng)為多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）或IV級(jí)星形細(xì)胞瘤。由于膠質(zhì)母細(xì)胞瘤誘導(dǎo)表型發(fā)生變化后，腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞相互作用，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，浸潤(rùn)腦組織、抑制免疫反應(yīng)和誘導(dǎo)血管再生。同時(shí)腫瘤細(xì)胞還能夠改變內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)元等正常腦細(xì)胞，形成有利于腫瘤生長(zhǎng)的微環(huán)境，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞快速生長(zhǎng)，并對(duì)治療產(chǎn)生抗性。

今天分享一篇2022年3月發(fā)表在Nature Communications上的一篇名為“T-cell dysfunction in the glioblastoma microenvironment is mediated by myeloid cells releasing interleukin-10”的文章，這篇文章中作者通過(guò)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序與空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序相結(jié)合的方法，發(fā)現(xiàn)了髓系細(xì)胞分泌的白介素-10（IL-10）驅(qū)動(dòng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤微環(huán)境中的T細(xì)胞功能障礙，最后導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，以及抑制免疫反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

髓樣細(xì)胞分泌IL-10驅(qū)動(dòng)T細(xì)胞耗竭

該團(tuán)隊(duì)對(duì)?8?名診斷為新發(fā)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的患者腫瘤組織樣本進(jìn)行了單細(xì)胞測(cè)序和數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)“S1”狀態(tài)與?T?細(xì)胞耗竭/功能障礙標(biāo)志物（HAVCR2、CTLA4?和?PDCD1）的表達(dá)增加，為了確定與?T?細(xì)胞耗竭相關(guān)的轉(zhuǎn)錄途徑，進(jìn)行了通路信號(hào)傳導(dǎo)推斷，揭?示了?T?細(xì)胞耗竭與?IL-10?以及部分?TGF??反應(yīng)之間存在著相關(guān)性。

T?細(xì)胞中?IL-10?下游信號(hào)傳導(dǎo)通路反應(yīng)的擾動(dòng)模擬驗(yàn)證

該團(tuán)隊(duì)通過(guò)擾動(dòng)模擬，用IL-10刺激所產(chǎn)生scRNA-seq數(shù)據(jù)集富集分析推斷常見(jiàn)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)ChiP-seq數(shù)據(jù)中基因BLIMP-1和IRF1峰之間密切重疊，IRF1和PRDM1/14結(jié)合位點(diǎn)的顯著富集，提出了“IL10-STAT3-BLIMP-1信號(hào)軸可能是腫瘤相關(guān)T細(xì)胞耗竭的潛在驅(qū)動(dòng)因素”的假設(shè)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證猜想，作者對(duì)PRDM1進(jìn)行了計(jì)算機(jī)擾動(dòng)模擬驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤母細(xì)胞瘤微環(huán)境中髓樣細(xì)胞分泌IL-10驅(qū)動(dòng)誘發(fā)T?細(xì)胞耗竭。

空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序確定T?細(xì)胞的空間分布

為了確定?T?細(xì)胞簇的空間位置信息，以及與特定腫瘤狀態(tài)共定位信息，作者進(jìn)行了空間分辨轉(zhuǎn)錄組RNA測(cè)序(stRNAseq)。該團(tuán)隊(duì)收集3名原發(fā)性GBM IDH1/2 Wt患者組織樣本，數(shù)據(jù)集總共包含2352個(gè)測(cè)序點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)的中位數(shù)為8個(gè)細(xì)胞（范圍：每個(gè)spot點(diǎn)捕獲4~22個(gè)細(xì)胞）。作者通過(guò)NMF回歸和Moran統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)CD8+T細(xì)胞簇與GBM亞型相關(guān)聯(lián)，腫瘤區(qū)域富集為間充質(zhì)樣腫瘤（MES樣），星形膠質(zhì)細(xì)胞樣（AC樣）轉(zhuǎn)錄特征與活化的CD8+效應(yīng)子、CD8+T耗盡簇共定位。

總之，這篇文章中作者通過(guò)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、擾動(dòng)模擬等手段，驗(yàn)證了空間上定位于膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）間充質(zhì)樣亞群中的髓樣細(xì)胞分泌IL-10驅(qū)動(dòng)T細(xì)胞耗竭，導(dǎo)致抑制性免疫微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。這些研究成果對(duì)于臨床治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤疾病提供了新的治療方案。除此之外，單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序&空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)在該研究中，起到了關(guān)鍵性作用。

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