基于高分辨率空间分析的结直肠癌肿瘤微环境免疫细胞群体特征研究

发表时间：2024年06期刊名称：BioRxiv 实验平台：10x单细胞测序、10xVisiumHD空间转录组技术、10xVisiumCytAssist空间转录组技术、10xXenium空间原位检测技术

研究概述

本研究利用10xVisiumHD平台，对来自人结直肠癌（CRC）和正常邻近黏膜组织（NAT）的福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）样本进行深入分析，同时通过Xenium及VisiumCytAssist的检测数据对VisiumHD的结果进行了验证。研究结果表明，升级后的VisiumHD技术能够实现更精确的聚类分析，与结肠组织形态特征高度一致，并明显优于此前的VisiumV2版本。研究首次通过单细胞结合空间转录组的分析，构建了全面的单细胞空间图谱，成功表征了肿瘤微环境（TME）中存在的免疫细胞类型，尤其是在肿瘤边缘区域。研究中发现了两种促进肿瘤的巨噬细胞亚群在肿瘤区域富集，它们不仅表现出不同的基因表达谱，空间分布也存在显著差异。此外，研究者利用Xenium的原位基因表达分析探讨了克隆扩增的T细胞群体微环境，鉴定出了第三种巨噬细胞亚群，其基因表达谱与抗肿瘤反应正相关。总之，本研究为CRC的肿瘤微环境（TME）细胞组成提供了详细的图谱，确定了其中表型与空间上存在差异的免疫细胞群体。

VisiumHD结果展示

研究人员采用10xVisiumHD与VisiumCytAssist空间转录组技术对NAT（n=2）和CRC（n=1）样本进行了相同测序深度下的检测。结果显示，利用更高分辨率的VisiumHD技术，研究人员在无监督聚类后识别到了更多的聚类，这些聚类与原始组织的形态学特征具有很好的匹配。此外，研究者量化了标记物的丰度，以进一步确认VisiumHD的空间定位准确性。

在验证了VisiumHD数据空间定位的准确性后，研究团队结合单细胞及VisiumHD数据，通过解卷积方法获取了细胞类型的空间分布信息，发现结直肠癌肿瘤区域内癌相关成纤维细胞（CAF）和巨噬细胞持续增加。

基于上述发现，研究者进一步对肿瘤区域内显著表达巨噬细胞标记物的点周围8微米区域进行无监督聚类分析，鉴定出具有明显异质性的M2样亚群，分别命名为SPP1+和SELENOP+巨噬细胞。对这两类巨噬细胞的通路富集分析显示，与促肿瘤活性相关，这表明这两个巨噬细胞亚群在肿瘤发展过程中可能发挥重要作用。

小结

本研究中采用的VisiumHD技术在原有版本基础上实现了升级，具有更高的灵敏度及分辨率，在空间定位方面更为准确，为研究提供了更为细致和全面的视角。在本次肿瘤微环境研究中，不仅提供了完整的单细胞空间图谱，还明确了SPP1+和SELENOP+巨噬细胞在促进肿瘤中的角色，为未来结直肠癌的研究提供了新的见解。品牌词PG电子也正致力于推动生物医疗领域的技术进步和研究创新，以推动更深层次的科研合作与成果转化。