2021年2月4日,北京大學生物醫(yī)學前沿創(chuàng)新中心(BIOPIC)、生命科學學院、北京未來基因診斷高精尖創(chuàng)新中心(ICG)張澤民課題組聯(lián)合北京大學腫瘤醫(yī)院步召德課題組和季加孚課題組,在國際期刊Cell上發(fā)表了題為A Pan-Cancer Single-Cell Transcriptional Atlas of Tumor Infiltrating Myeloid Cells的研究論文。該研究在單細胞水平對15個癌種內(nèi)腫瘤浸潤髓系細胞進行了系統(tǒng)性的刻畫,比較了肥大細胞、樹突狀細胞以及腫瘤相關巨噬細胞在不同癌種內(nèi)的特性,為靶向不同癌種內(nèi)髓系細胞的免疫治療提供了重要依據(jù)。

腫瘤具有復雜的生態(tài)系統(tǒng)。除淋巴細胞外,髓系細胞也是腫瘤浸潤免疫細胞的重要組成成分之一,它在調(diào)節(jié)腫瘤炎癥反應以及血管生成等方面發(fā)揮著重要作用,因而成為臨床研究中癌癥治療的又一熱門靶細胞。盡管單細胞轉(zhuǎn)錄組測序技術已經(jīng)被廣泛應用于刻畫腫瘤浸潤免疫細胞特征,并在特定癌種內(nèi)鑒定出新的髓系細胞類群,但是這些新鑒定的髓系細胞類群是否廣泛存在于各類腫瘤內(nèi)部目前仍不可知。

因此,研究者通過整合實驗室自己產(chǎn)出的單細胞轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)及已發(fā)表的公共數(shù)據(jù),構建了15個癌種內(nèi)的髓系細胞圖譜,并系統(tǒng)性地比較了各髓系細胞類群在不同癌種間組成、發(fā)育及功能上的異同。

在對比各類髓系細胞類群在不同癌種內(nèi)的分布和功能特征后,研究人員發(fā)現(xiàn)鼻咽癌腫瘤浸潤的肥大細胞中TNF+/VEGFA+細胞比例明顯高于其他癌種,提示鼻咽癌腫瘤中浸潤的肥大細胞可能具有更強的抗腫瘤特性。

隨后,通過細胞間相互作用分析,研究人員推測鼻咽癌腫瘤內(nèi)部富集的IL1B+巨噬細胞可以通過IL1B-ADRB2間的相互作用誘導肥大細胞的抗腫瘤特性。另外,研究人員發(fā)現(xiàn)此前在肝癌腫瘤內(nèi)報道的一類新的成熟態(tài)樹突狀細胞(LAMP3+ cDC)廣泛存在于15個癌種中,且這類細胞可以根據(jù)其發(fā)育起源(cDC1和cDC2)進一步細化地刻畫其轉(zhuǎn)錄組特征。

最后,通過對比不同癌種內(nèi)髓系細胞亞群組成及轉(zhuǎn)錄組的相似性,研究人員發(fā)現(xiàn)巨噬細胞在不同癌腫內(nèi)呈現(xiàn)高度異質(zhì)性。特別地,盡管不同類型癌癥中均存在與腫瘤患者較差預后相關的促血管生成巨噬細胞類群,但其在不同癌種內(nèi)呈現(xiàn)不同的特征標記基因。這一結果表明靶向腫瘤相關巨噬細胞的免疫治療方案尤其需要考慮其在不同癌種內(nèi)的轉(zhuǎn)錄特異性。

北京大學生命科學學院博士后程斯進,北京大學生命科學學院博士畢業(yè)生李子逸(現(xiàn)上海交通大學醫(yī)學院免疫學研究所博士后)為該論文的并列第一作者,北京大學BIOPIC和生命科學學院張澤民教授、北京大學腫瘤醫(yī)院步召德和季加孚為該論文的共同通訊作者。該課題得到了自然科學基金和北京未來基因診斷高精尖創(chuàng)新中心的資助,以及北大高通量測序平臺的協(xié)助與支持。

原文標題:

A Pan-Cancer Single-Cell Transcriptional Atlas of Tumor Infiltrating Myeloid Cells

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00010-6#%20

來源:北京大學