Nature Communications|刑力刚/柴杰团队运用单细胞技术揭示胃印戒细胞癌的细胞学和免疫微环境特征Issuing time:2023-05-26 11:58  导语 胃癌（GC）是全球常见的癌症，2020年，GLOBOCAN对全球185个国家的36种癌症的发病率和死亡率进行了统计，胃癌发病率排名第五，死亡率排名第四。中国是胃癌高发国家，且胃癌的早期诊断率低于其他国家，尽管在早期诊断和治疗方面取得了进展，但目前对GC生物学的认识仍处于初步阶段，晚期GC患者的5年生存率仍低于5%。 胃腺癌（GA）是GC最常见的亚型，占所有GC病例的95%。GA 是一种高度异质性疾病，根据Lauren分类系统分为不同的组织学亚型，包括肠型、弥漫型和混合型。
 研究入组了13名已行根治性胃切除术的GA患者，患者在手术前未接受任何其他治疗，如放疗、化疗和免疫治疗，或患有其他肿瘤。研究人员根据分化程度和印戒细胞含量将患者分为四组，对他们的肿瘤组织进行RNA测序，过滤掉低质量的细胞，去除双倍读数，并校正批次效应后，共分析了149,782个单细胞的转录组（图1a）。最终根据分析和筛选确定了8个不同细胞簇的分布（图1e）：B细胞、内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞、肥大细胞、肌样细胞、平滑肌细胞和T细胞。  图1：scRNA-seq概述和识别癌旁组织和GA组织中的主要细胞类型 通过对上皮细胞的聚类分析，得到了20个亚群（图2a），将这些亚群重新划分为5个亚群：M/PDA细胞、主细胞、壁细胞、内分泌细胞和粘液细胞（图2c，d）。  图2：上皮细胞的单细胞转录组图 在低分化腺癌伴印戒细胞癌（PDSRCC）和GSRC中，粘液细胞的比例明显增加（图2e）。根据上述发现，对粘液细胞标记物进行了免疫荧光分析，发现这些标记物在SRCC细胞中也有表达（图2f），研究人员根据组织来源进一步对粘液细胞和SRCC细胞进行了区分（图2g，h）和验证。 SRCC细胞被划分为四个亚群（图3a）。根据热图分析，SRCC细胞之间存在着明显的异质性（图3b）。然而，在这四个亚群中，发现了一些共同的高表达基因，如CLDN18、PHLDA2、ATF3、HBEGF、SYTL2、PGC和LYZ，它们可能也参与了GSRC的发生和发展。  图3：SRCC细胞的基本特征  在临床上，M/PDA和GSRC之间的生物行为存在着明显的差异，这些差异主要表现在肿瘤实质上。为了厘清这些差异，研究人员对M/PDA和SRCC细胞的差异表达基因（DEGs）进行了分析（图4a）。通过对上调的DEGs和信号通路的富集分析，发现PDA/PDA细胞、SRCC细胞中上调的基因主要富集在异常活跃的癌症相关信号通路（如癌症中的转录失调、癌症中的通路和癌症中的microRNAs），并与免疫逃逸的信号通路（如TNF-α信号通路、TGF-β信号通路和NF-kB信号通路）密切相关（图4b，c）。在细胞培养中进行了相应的验证，得到了相同的结果（图4d，e）。M/PDA细胞具有较高的增殖和免疫监视能力，而SRCC细胞具有较低的细胞粘附性和较高的免疫逃逸能力（t检验，p < 0.001）。 图4：M/PDA和SRCC细胞之间的相似性和差异
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|