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1. 该研究综合了单细胞质谱分析（CyTOF）、甲基化RNA免疫沉淀测序（MeRIP-seq）、单细胞核RNA测序（snRNA-seq）、单细胞RNA测序（scRNA-seq）、空间转录组学（ST）等多种先进的组学技术，为MIBC的肿瘤微环境提供了全面的分析。
2. 该研究在肌层浸润性膀胱癌（MIBC）中识别了一个新的癌症干细胞（CSCs）样细胞群，这些细胞与免疫抑制和低生存率相关，为理解MIBC的肿瘤异质性和免疫逃逸机制提供了新视角。值得注意的是，基于CSC治疗的临床应用还处于起步阶段，该方向的研究空间还比较广阔，相关内容也比较新，没有思路的朋友，赶紧顺着这个主题设计研究思路吧！
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题目：多组学分析揭示了肿瘤干细胞中IGF2BP3/SPHK1信号对肌层浸润性膀胱癌预后和免疫治疗反应的预测价值
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：20241029
研究背景
肌层浸润性膀胱癌（MIBC）是一种危及生命的恶性肿瘤，其特点是转移率高，预后差，治疗选择有限。靶向PD-1和PD-L1的免疫检查点抑制剂（ICIs）代表了一种新兴的MIBC免疫治疗方法。然而，可能受益于免疫治疗的患者的特征仍不清楚。
数据来源
自有队列患者、组织来自医院数据收集；GSE32894、GSE48276、GSE176307、GSE35640、GSE91061队列的基因表达谱和临床信息来自GEO数据库；MIBC患者的基因表达谱和基因突变数据（TCGA- BLCA队列）来自TCGA数据库；免疫检查点阻断（ICB）队列的基因表达谱和临床信息来自cbiopportal ；单核RNA测序数据、单细胞RNA测序数据、空间转录组数据、5个免疫治疗队列来自既往研究。
研究思路
首先，对179,483个单细胞进行了单细胞质谱流式细胞技术（CyTOF）分析，以确定38例MIBC组织肿瘤微环境中潜在的免疫治疗相关癌症干细胞（CSCs）样细胞群的特征。其次，利用一个内部队列的RNA测序数据分析了CD274 + ALDH +CSC样细胞中IGF2BP3表达上调与不良临床预后相关。接着，通过细胞增殖、集落形成、细胞凋亡和成球实验确定IGF2BP3的功能作用。然后，使用甲基化RNA免疫沉淀测序（MeRIP-seq）和批量RNA测序（bulk RNA-seq）研究IGF2BP3对SPHK1表达的调控。之后，进一步利用25个MIBC组织的67,988个细胞的单核RNA测序（snRNA-seq）数据和MIBC患者来源的类器官的单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据来表征共表达IGF2BP3和SPHK1的膀胱癌细胞的分子特征。最后，采用空间转录组学（ST）和CODEX分析描述IGF2BP3 + SPHK1 +膀胱癌细胞与免疫细胞的空间分布和相互作用。
主要结果
1. 通过单细胞蛋白质组学分析，发现了与MIBC患者预后不良相关的PD-L1阳性CSC样细胞簇
通过单细胞分析，在38个MIBC组织中鉴定出15个具有特定标记表达模式的不同簇。通过表型聚类分析鉴定了4个具有PD-L1表达的CSC样细胞簇。通过单因素Cox回归分析显示，较高的CD274+ALDH+（C1）丰度是影响患者生存的预后危险因素，且与CTLA4、LAG3、FOXP3和TIGIT的表达以及T细胞衰竭和增殖信号的激活呈显著正相关（图1）。以上结果提示，MIBC患者中PD-L1表达CD274+ALDH+细胞簇可能与预后不良和免疫抑制增加有关。
图1 CyTOF分析显示CSC样细胞簇与患者预后不良和免疫抑制相关
2. IGF2BP3的发现及功能研究
通过差异表达基因（DEG）分析、qRT-PCR、免疫组化分析、Kaplan-Meier生存曲线分析等发现，IGF2BP3在CD274+ALDH+的CSCs样细胞群中表达上调，并与MIBC的临床预后不良相关（图2）。以上结果表明，IGF2BP3可能在MIBC的进展中起重要作用。通过CRISPR/Cas9技术敲除T24细胞系中的IGF2BP3，发现这显著促进了细胞凋亡并降低了细胞增殖。
图2 IGF2BP3在MIBC中被激活并与不良预后相关
3. IGF2BP3和SPHK1的共表达可能通过细胞间相互作用诱导MIBC的免疫抑制
通过甲基化RNA免疫沉淀测序（MeRIP-seq）和批量RNA测序，发现IGF2BP3以m6A依赖的方式调控SPHK1的表达。通过SPHK1过表达、集落形成实验显示，SPHK1能促进MIBC进展。通过单细胞核RNA测序（snRNA-seq）、单细胞RNA测序（scRNA-seq）、空间转录组学（ST）和CODEX分析，结果表明，IGF2BP3+SPHK1+BLCA富集患者膀胱癌细胞呈现去分化状态，可能通过细胞间相互作用促进免疫抑制（图3）。
图3 IGF2BP3和SPHK1的共表达可能通过细胞间相互作用诱导MIBC的免疫抑制
4. IGF2BP3+SPHK1+ BLCA特征可能是预测MIBC免疫治疗反应的潜在指标
进一步分析IGF2BP3/SPHK1信号在预测免疫检查点阻断（ICB）治疗效果中的作用，开发了IGF2BP3+SPHK1+BLCA特征基因，并在2个独立的免疫治疗队列中验证了其预测免疫治疗反应的潜力。通过SubMap分析显示具有高IGF2BP3+SPHK1+BLCA特征的患者可能对免疫治疗更敏感。通过单样本基因集富集分析（ssGSEA）5个免疫治疗队列，结果表明，IGF2BP3+SPHK1+BLCA特征具有预测MIBC和各种其他癌症免疫治疗反应的潜力，突出了其作为指导治疗策略的生物标志物的价值（图4）。
图4 高IGF2BP3+SPHK1+BLCA特征预测泛癌免疫治疗反应
文章小结
该研究结果表明，IGF2BP3/SPHK1信号通路的激活对维持肿瘤干性和免疫抑制表型至关重要，为免疫治疗的选择提供了支持。这些见解有助于个性化治疗，使临床决策更加准确。想复现文章的朋友，欢迎找老方设计创新思路、定制个性分析~
老方有话说
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