研究背景

膠質(zhì)母細胞瘤是一種起源于腦部膠質(zhì)細胞的、顱內(nèi)常見的惡性腫瘤，膠質(zhì)母細胞瘤通常發(fā)生于成人，其累及大腦的頻率高于脊髓。膠質(zhì)母細胞瘤有時也稱為多形性膠質(zhì)母細胞瘤（GBM）或IV級星形細胞瘤。由于膠質(zhì)母細胞瘤誘導表型發(fā)生變化后，腫瘤細胞與正常細胞相互作用，促進腫瘤細胞生長，浸潤腦組織、抑制免疫反應和誘導血管再生。同時腫瘤細胞還能夠改變內(nèi)皮細胞、神經(jīng)元等正常腦細胞，形成有利于腫瘤生長的微環(huán)境，導致腫瘤細胞快速生長，并對治療產(chǎn)生抗性。

今天分享一篇2022年3月發(fā)表在Nature Communications上的一篇名為“T-cell dysfunction in the glioblastoma microenvironment is mediated by myeloid cells releasing interleukin-10”的文章，這篇文章中作者通過單細胞轉錄組測序與空間轉錄組測序相結合的方法，發(fā)現(xiàn)了髓系細胞分泌的白介素-10（IL-10）驅動膠質(zhì)母細胞瘤微環(huán)境中的T細胞功能障礙，最后導致腫瘤細胞生長，以及抑制免疫反應。

實驗設計

髓樣細胞分泌IL-10驅動T細胞耗竭

該團隊對?8?名診斷為新發(fā)膠質(zhì)母細胞瘤的患者腫瘤組織樣本進行了單細胞測序和數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)“S1”狀態(tài)與?T?細胞耗竭/功能障礙標志物（HAVCR2、CTLA4?和?PDCD1）的表達增加，為了確定與?T?細胞耗竭相關的轉錄途徑，進行了通路信號傳導推斷，揭?示了?T?細胞耗竭與?IL-10?以及部分?TGF??反應之間存在著相關性。

T?細胞中?IL-10?下游信號傳導通路反應的擾動模擬驗證

該團隊通過擾動模擬，用IL-10刺激所產(chǎn)生scRNA-seq數(shù)據(jù)集富集分析推斷常見轉錄因子結合位點，發(fā)現(xiàn)ChiP-seq數(shù)據(jù)中基因BLIMP-1和IRF1峰之間密切重疊，IRF1和PRDM1/14結合位點的顯著富集，提出了“IL10-STAT3-BLIMP-1信號軸可能是腫瘤相關T細胞耗竭的潛在驅動因素”的假設。為了進一步驗證猜想，作者對PRDM1進行了計算機擾動模擬驗證，發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤母細胞瘤微環(huán)境中髓樣細胞分泌IL-10驅動誘發(fā)T?細胞耗竭。

空間轉錄組測序確定T?細胞的空間分布

為了確定?T?細胞簇的空間位置信息，以及與特定腫瘤狀態(tài)共定位信息，作者進行了空間分辨轉錄組RNA測序(stRNAseq)。該團隊收集3名原發(fā)性GBM IDH1/2 Wt患者組織樣本，數(shù)據(jù)集總共包含2352個測序點，每個點的中位數(shù)為8個細胞（范圍：每個spot點捕獲4~22個細胞）。作者通過NMF回歸和Moran統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)CD8+T細胞簇與GBM亞型相關聯(lián)，腫瘤區(qū)域富集為間充質(zhì)樣腫瘤（MES樣），星形膠質(zhì)細胞樣（AC樣）轉錄特征與活化的CD8+效應子、CD8+T耗盡簇共定位。

總之，這篇文章中作者通過單細胞轉錄組測序、空間轉錄組測序、擾動模擬等手段，驗證了空間上定位于膠質(zhì)母細胞瘤（GBM）間充質(zhì)樣亞群中的髓樣細胞分泌IL-10驅動T細胞耗竭，導致抑制性免疫微環(huán)境，促進腫瘤進展。這些研究成果對于臨床治療膠質(zhì)母細胞瘤疾病提供了新的治療方案。除此之外，單細胞轉錄組測序&空間轉錄組測序技術在該研究中，起到了關鍵性作用。

如果您對單細胞轉錄組測序&空間轉錄組測序技術感興趣，歡迎點擊下方按鈕聯(lián)系我們，我們將免費為您設計文章思路方案。