隨后 ， 研究人員對10例神經母細胞瘤患者（其中初診和復發患者各5例 ， 伴或不伴有MYCN基因擴增患者各5例）的活檢樣本進行分析 ， 這些樣本共包含了20296個細胞 。 除了PHOX2B+、GATA3+腫瘤細胞和內皮細胞外 ， 聚類分析還發現了CD68+巨噬細胞（包含四個亞型） ， CD3D+T細胞 ， NKG7+NK細胞 ， MS4A1+B細胞 ， CD1C+樹突細胞 ， CD14+髓系細胞 ， CD14int+FCGR3A+非傳統髓系細胞 ， 以及S100A8+S100A9+FCGR3B+髓源抑制性細胞（MDSC） ， 其中MDSC細胞同時還上調了中性粒細胞以及PMN-MDSC的標記基因 。
和小鼠的分析結果相近的是 ， CD68+APOE+巨噬細胞同樣與M2巨噬細胞的基因表達相似 ， 且不同巨噬細胞亞型之間存在非常顯著的基因表達差異 。 運用scVelo工具對巨噬細胞的轉化軌跡進行分析后 ， 研究人員還發現 ， APOE+CSF1Rmed與APOE+CSF1Rlow均來自于APOE+CSF1R+巨噬細胞 。 而對于MDSC細胞 ， 統計結果顯示這種細胞的占比在伴有MYCN基因擴增和復發病例中的比例更高 ， 說明MDSC可能與神經母細胞瘤的復發和晚期疾病相關 。
文章圖片
UMAP圖顯示神經母細胞瘤患者樣本中單細胞聚類結果和微環境細胞組成
在獲取了小鼠模型和神經母細胞瘤患者樣本的分析結果后 ， 研究人員接下來對兩個物種的數據進行了更詳細的對比 。 結果顯示小鼠和人的多種細胞存在基因表達的極大重合 ， 甚至包括MDSC細胞 ， 但兩個物種的巨噬細胞的亞型關系則更復雜 ， 說明巨噬細胞可能存在與物種相關的特定基因表達模式 。 此外 ， 由于患者中腫瘤浸潤T細胞普遍上調了免疫抑制受體（包括LAG3 ， TIGIT ， CTLA4 ， HAVCR2/TIM3和PDCD1/PD-L1）的表達 ， 研究人員推測MDSC的存在可能是造成T細胞活性抑制的原因 。 為了驗證這一猜想 ， 研究人員將從野生型小鼠中提取并激活的T細胞與從神經母細胞瘤模型小鼠中提取的PMN-MDSC（CD45+CD11b+Ly6G+Ly6Clow）或M-MDSC（CD45+CD11b+Ly6G-Ly6Chigh）細胞一同孵化 ， 發現CD4+T細胞和CD8+T細胞的增殖被顯著抑制 。 這證實了MDSC對T細胞的抑制作用 ， 同時提示了在神經母細胞瘤的人類樣本中 ， MDSC細胞可能會發揮相似的功能 。
文章圖片
小鼠模型中PMN-MDSC和M-MDSC抑制T細胞增殖的功能驗證
總的來說 ， 這一研究運用單細胞RNA測序 ， 結合免疫組化、流式細胞以及功能驗證實驗 ， 對小鼠和人的神經母細胞瘤微環境組成做了非常詳盡的分析 。 由于研究人員并未像傳統實驗一樣 ， 對RNA測序的樣本進行事先篩選 ， 聚類分析的結果代表了所有腫瘤微環境中可能存在的細胞類型 ， 并能精確還原不同細胞在微環境中所占的比例 。 通過對不同細胞基因表達的描述 ， 以及對巨噬細胞和MDSC細胞功能的著重特寫 ， 這項研究為將來神經母細胞瘤的針對性治療提供了新的方向 。
撰文
文章圖片
責編
文章圖片
制作
【JIC｜單細胞轉錄組測序揭示神經母細胞瘤免疫抑制性微環境】排版|Sheila校對|uu
- 《中國中藥雜志》發表基于單細胞組學的中藥現代研究的技術及思路
- 單細胞多組學交叉分析 揭示腎透明細胞癌關鍵調控程序
- 《科學》：重新認識“心力衰竭”，單細胞研究打開個體化治療大門
- 項目文章 | 轉錄組測序助力徐輝雄教授團隊最新成果登陸Nature Communication