大家好，每日分享创新思路的胡哥来啦！今天，胡哥给大家带来了一篇临床热门研究“肿瘤分型”主题的文章，想必做肿瘤研究的朋友都很清楚，肿瘤微环境（TME）不仅影响肿瘤的生长和侵袭，还参与肿瘤的代谢、免疫逃逸和药物抗性，故了解和调节TME对改善肿瘤患者的治疗响应和预后具有重要意义！相关研究经久不衰，接下来，一起看下这篇文章的创新之处吧~
1. 该研究的最大创新之处就是整合了来自35个样本的57340个细胞，通过大量单细胞数据，精细划分了胰腺导管腺癌（PDAC）中的成纤维细胞（CAFs），这是对PDAC肿瘤微环境中细胞异质性研究的重要补充。
2. 该研究紧密结合临床，通过分析特定成纤维细胞亚型与PDAC患者的预后、免疫疗法反应的关系，为临床治疗提供新策略，为预测PDAC患者对免疫疗法的反应提供了潜在生物标志物。
3 该研究还进行了通路富集分析+转录因子鉴定等，丰富了文章内容、提升了文章层次，助力文章拿下6分+SCI！
PS：看完这篇文章，各位朋友们是不是摩拳擦掌、跃跃欲试？赶快抓住“单细胞数据分析+肿瘤分型”套路！选择创新切入点，你也能发高分SCI！没有思路，不知如何复现的朋友，快来Call胡哥~
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题目：与缺氧和炎症相关的BNIP3+成纤维细胞预测胰腺导管腺癌的预后和免疫治疗反应
杂志：Journal of Translational Medicine
影响因子：6.1
发表时间：2024年10月
公众号后台回复“666”领取原文PDF，文献编号：20241017
研究背景
胰腺导管腺癌（PDAC）是最恶性的肿瘤之一，缺乏有效的治疗方案。癌症相关成纤维细胞（CAFs）是肿瘤微环境的重要组成部分，与肿瘤进展、预后和治疗反应相关。本研究旨在探索新的CAFs相关靶点，以改善PDAC的治疗策略。
数据来源
胰腺癌单细胞数据（CRA001160）来自GSA数据库；胰腺癌患者的免疫治疗数据（GSE202051 ）来自GEO数据库。
研究思路
首先，下载35例PDAC单细胞测序数据，并基于GSA数据库进行整合，对成纤维细胞进行精细亚型分类，并通过功能富集分析和共表达调控网络分析鉴定不同成纤维细胞亚型的功能表型和生物学特性。其次，利用伪时序分析构建成纤维细胞分化轨迹，以鉴定初始和终末分化的成纤维细胞亚型。接着，比较PDAC免疫治疗有效和无效患者中不同成纤维细胞亚型比例在PDAC免疫治疗前后的变化，基于GSA和GEO数据库确定成纤维细胞亚型与PDAC免疫治疗反应性的关系。然后，通过分子生物学方法证实BNIP3对CAFs缺氧和炎症的影响。最后，将CAFs与胰腺癌细胞共培养，检测其对胰腺癌迁移和侵袭的影响。
主要结果
1. 单细胞数据分析和成纤维细胞亚型
通过单细胞测序数据分析，将成纤维细胞细分为6个亚型。通过细胞比例分布分析显示，COLEC11 Fibro和PLA2G2A Fibro两种亚型在正常组中占主导地位，而在肿瘤组中这两种亚型均显著降低，而且分化出了4种具有特定状态的亚型（CST2 Fibro、COL11A1 Fibro、MX1 Fibro和BNIP3 Fibro）。以上结果提示，PDAC中存在明显的成纤维细胞转录重编程，正常成纤维细胞被特异性诱导分化为肿瘤相关成纤维细胞，以适应PDAC生长转移的特殊微环境。
图1 胰腺癌成纤维细胞异质性的单细胞数据分析
2. 成纤维细胞亚型的功能特征
通过基因集变异分析（GSVA）和基因集富集分析（GESA）显示，不同的成纤维细胞亚型与不同的生物学功能相关，其中MX1 Fibro与氧化磷酸化有关，Fibro与炎症反应、缺氧和糖酵解有关。通过特异性免疫和炎症反应相关通路分析显示，PLA2G2A Fibro相关性最强，其次是BNIP3 Fibro，而BNIP3 Fibro亚型在缺氧和糖酵解方面表现出更强的反应；代谢途径分析显示两组之间的代谢存在显著差异。以上结果提示，在正常胰腺组织中存在与特异性免疫调节相关的成纤维细胞，并且在PDAC的进展过程中特异性诱导了一组与炎症和缺氧反应相关的特殊成纤维细胞亚型。通过加权基因共表达调控网络分析（WGCNA），选择8为最佳软阈值；通过对共表达模块的相关性分析显示，黄色模块与BNIP3 Fibro相关性最强，棕色模块与PLA2G2A Fibro相关性最强；通过功能富集分析显示，BNIP3 Fibro亚型的基因功能与缺氧和糖酵解密切相关，PLA2G2A Fibro亚型基因的功能与免疫炎症反应密切相关（图2）。
图2 成纤维细胞亚型的WGCNA模块化分析
3. 成纤维细胞亚型的伪时间分化轨迹推断和分析
通过对成纤维细胞亚型的伪时间分析，可以推断BNIP3+ Fibro亚型是处于终末分化状态的成纤维细胞的一个亚型，其生物学功能主要与缺氧和免疫炎症反应有关（图3）。
图3对成纤维细胞进行伪时间分析
4. 成纤维细胞亚型对PDAC患者生存和免疫治疗反应的影响分析
通过分析PDAC患者的生存情况，发现BNIP3+ Fibro亚型与PDAC患者的预后显著相关，高表达BNIP3+ Fibro亚型特异性基因的患者总体生存率和无病生存时间显著低于低表达组。在免疫疗法反应方面，BNIP3+ Fibro亚型的比例越大，PDAC患者对免疫疗法的反应越差。有趣的是，CRTL治疗方案有效地降低了BNIP3+ Fibro亚型的比例（图4）。以上结果表明，BNIP3+ Fibro亚型与PDAC患者的预后有显著关系，不同的治疗方案对不同的患者亚型有不同的效果，需要针对不同的成纤维细胞亚型选择合适的免疫治疗。
图4 PDAC患者成纤维细胞亚型与免疫治疗反应的相关性
5. BNIP3+ CAFs增强胰腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭
通过体外实验，发现敲除BNIP3可以抑制CAFs中的缺氧标记物和炎症因子的表达，并减弱了CAFs与胰腺癌细胞共培养时对癌细胞迁移和侵袭能力的增强作用。
文章小结
看完这篇文章，有没有觉得文章思路很新颖！该研究以胰腺导管腺癌（PDAC）成纤维细胞位主要研究对象，紧密联系临床，全面表征了癌症相关成纤维细胞（CAFs）的异质性和多能性，探索新靶点，改善PDAC的治疗策略。单细胞数据分析和体外实验验证，助力文章拿到6分+！想发文的朋友，赶快抓住“单细胞数据分析+肿瘤分型”的套路！关注胡哥，带你学习各种创新性思路设计！
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