文献解读

INTERPRETATION

概要

Integrative analysis of spatial and single-cell transcriptome data from human pancreatic cancer reveals an intermediate cancer cell population associated with poor prognosis

Genome Medicine ( IF 12.3 )

Pub Date : 2024-01-31

DOI: 10.1186/s13073-024-01287-7

解读
 

目前，关于胰腺癌肿瘤的单细胞测序文章均聚焦于肿瘤微环境中上皮细胞和癌症相关成纤维细胞簇。但由于肿瘤内和肿瘤间的异质性，它们的分子特征和生物学意义尚未明确阐明。

作者收集了17 例胰腺肿瘤组织，富集非免疫细胞群进行了单细胞RNA 测序，并从7 个患者样本中生成了配对的空间转录组数据。

图1 实验设计（图片来源于文献参考）

通过利用基因表达特征对经典胰腺癌和基底样胰腺癌进行分类，作者分别将胰腺癌细胞分为5 个不同功能亚群、癌症相关成纤维细胞分为6 个不同功能亚群。研究发现Ep_TRIM54和Ep_KRT6A分别表达了高水平的经典和基底样基因特征。基底样胰腺癌患者的预后较差，Ep_KRT6A高的hClust2患者较多，晚期癌症分期较多。除Ep_KRT6A外，Ep_PIFO还与基底样癌症特征高度相关。研究未发现癌细胞亚簇与CAF亚簇之间存在显著相关性。


 

图2 胰腺癌亚型鉴定（图片来源于文献参考）

在这些亚群中，作者发现了一个新的具有预后价值的癌细胞亚群，Ep_VGLL1。通过TF分析，作者注意到Ep_VGLL1中SOX4和KLF5的活性显示出不同水平。由于SOX4与KLF5协同作用被认为是SMAD4缺失胰腺癌细胞中肿瘤发生的分子机制，作者推测Ep_VGLL1代表了由TGF-β驱动的SMAD4缺失致癌过程中的癌细胞。同时，Ep_VGLL1中的GATA6低表达也提示了Ep_VGLL1的非经典性。研究发现，具有中间特征的Ep_VGLL1亚群可能代表了基底样癌细胞和经典类型癌细胞之间的过渡群体。

图3 TF分析（图片来源于文献参考）

作者将7 例配对样本通过空间转录组测序，重点研究了基质细胞和免疫细胞的分布及其与癌细胞集群的空间相关性。研究发现，代表myCAF群体的Fb_LRRC15的空间分布与胰腺癌细胞分布高度相关，而代表iCAF的Fb_SFRP1细胞则位于癌点的远处。Ep_TRIM54、Ep_VGLL1或Ep_KRT6A均未单独显示出与Fb_LRRC15的相关性，而这些群体的总和与 Fb_LRRC15 的比例高度相关。结果表明，Ep_VGLL1表现的介于基底样亚型和经典亚型之间的过渡特性，得到了空间转录组数据的支持。

图4 胰腺癌空间转录组细胞类型映射（图片来源于文献参考）

作者通过分析胰腺癌细胞亚簇之间的空间关联信息，不仅提供了胰腺癌上皮细胞和成纤维细胞群体的全面概况，绘制了详细的细胞图谱，揭示了人类胰腺癌组织中肿瘤-近端和肿瘤-远端生态位的细胞成分。而且还提出了Ep_VGLL1的过渡特性，对胰腺癌细胞的动态状态提出了新的见解。为克服化疗耐药性策略的研发，改善胰腺癌患者的预后提供了基础。

文献参考：

Kim S, Leem G, Choi J, Koh Y, Lee S, Nam SH, Kim JS, Park CH, Hwang HK, Min KI, Jo JH, Lee HS, Chung MJ, Park JY, Park SW, Song SY, Shin EC, Kang CM, Bang S, Park JE. Integrative analysis of spatial and single-cell transcriptome data from human pancreatic cancer reveals an intermediate cancer cell population associated with poor prognosis. Genome Med. 2024 Jan 31;16(1):20. doi: 10.1186/s13073-024-01287-7. PMID: 38297291; PMCID: PMC10832111.