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题目：单细胞和空间转录组学显示，弥漫性大B细胞淋巴瘤中，高糖酵解B细胞和肿瘤相关巨噬细胞簇与预后不良和免疫微环境耗竭相关
杂志：Biomarker Research
影响因子：IF=11.1
发表时间：2024年6月
研究背景
弥漫性大B细胞淋巴瘤（DLBCL）是一种异质性恶性肿瘤，其特征是对治疗和预后的反应各不相同，了解驱动DLBCL进展的代谢特征对于开发个性化疗法至关重要。
研究思路
本文综合运用单细胞转录组学（5例）、批量转录组学（966例）、空间转录组学（10例）、免疫组化（34例）及多重免疫荧光（20例）技术，深入剖析了高侵袭性DLBCL细胞与肿瘤相关巨噬细胞的代谢特性及其微环境关联。借助scMetabolism进行代谢通路解析，并通过hdWGCNA综合分析，精准识别出与肿瘤恶性程度密切相关的糖酵解基因，进而验证了糖酵解基因及TAMs的预后重要性。
研究结果
1. 研究设计
研究分两阶段：在scRNA-seq（5例）和GEO数据集（966例）中发现与验证外部数据集；在ST（10例）、IHC（34例）和mIF（20例）中内部验证糖酵解标志物与TAMs。scMetabolism和聚类分析发现高糖酵解与DLBCL中B细胞恶性度相关，并识别出高糖酵解TAMs亚群，转录组验证显示，高糖酵解评分及高糖酵解TAMs与不良预后和低CD8+ T细胞浸润相关。
图1 研究的流程图和恶性B细胞亚群的鉴定以及scRNA-seq在GSE182434中的CNV评分比较
2.通过scRNA-seq鉴定DLBCL中的高度恶性B细胞
scRNA-seq鉴定中细胞类型清晰分离且样本分布一致。功能分析显示恶性B细胞在E2F、G2M、MYC、DNA修复和脂肪酸代谢中富集，而在其他通路中活性降低。PCA聚类将恶性B细胞分为五亚型，B1、B3、B4亚型CNV得分较高，被划分为高恶性；B0、B2为低恶性。高恶性B细胞不仅CNV评分显著更高，还在E2F、G2M、MYC和DNA修复通路中表现出更强活性。
3.高度恶性B细胞显示糖酵解代谢活性升高
分析显示，巨噬细胞和单核细胞在多数代谢途径中占主导，B细胞在特定代谢如嘌呤、硫胺素等上活性增强。发现18条代谢途径与CNV评分正相关，聚类分析将这些途径分为六类，正相关途径多集中于第5组，均呈上升趋势。特别地，糖酵解/糖原生成在所有B细胞组中显著升高，且单核细胞/巨噬细胞中也升高，进一步证实了这种趋势。
图2 单细胞RNA测序中样品的代谢altas
4.糖酵解代谢基因选择和IFN_TAMs证明与高度恶性 B 细胞和 CD8 T 细胞的细胞间通讯
差异分析显示高度恶性B细胞上调HIST1H4C等基因，下调GNB2L1等。功能分析揭示其富含有氧糖酵解通路。共101个基因在高恶性B细胞中高表达，其中8个与糖酵解基因组重叠。模块HMB1、3、5、7、9、10与CNV和糖酵解评分正相关，STMN1等基因贡献显著。伪时间分析显示低度到高度恶性B细胞分化轨迹，标记基因及MKI67表达均升高。
图3 在高恶性 B 细胞中鉴定糖酵解/糖异生制造基因
DLBCL分为五群：单核细胞、树突状细胞_1、LA_TAMs、IFN_TAMs和树突状细胞2。IFN_TAMs中RELA、NFKB1和HIF1A TF活性增强，糖酵解活性和CXCL10等基因表达高于LA_TAMs，而LA_TAMs中脂肪酸代谢相关基因表达较高。DLBCL中细胞间复杂互作，MIF通路为主模式，高度恶性B细胞为主要发送者，IFN_TAMs接收能力最强。
图 4 单细胞RNA测序中的巨噬细胞亚群鉴定和细胞间通讯
5.糖酵解标志物、IFN_TAMs和LA_TAMs的预后价值
DLBCL患者中STMN1、ENO1等七个糖酵解相关mRNA表达显著上调。通过COX回归计算能有效区分高风险与低风险组，高风险组OS显著较差。低风险组免疫环境活跃，CD8+ T细胞及NK细胞浸润较多，且与风险评分负相关。IFN_TAMs水平与OS负相关，而LA_TAMs正相关。IFN_TAMs与PD-L1表达正相关，结合风险评分与IFN_TAMs可进一步精准预测OS。
图5 七种糖酵解/糖异生标志物在预测GSE181063（n = 802）和 GSE10846（n = 164）的OS中的表现，以及bulk-RNA序列中风险评分与免疫状况之间的关系
图6 IFN_TAMs和LA_TAMs在预测OS和与 PD-L1 的相关性方面的表现
6.在ST、IHC 和 mIF队列中验证糖酵解标记物和IFN_TAM的预后价值
细胞类型的功能分析显示B细胞和巨噬细胞代谢活性均增强，与scRNA-seq结果相符。B细胞相较于非B细胞，糖酵解/糖元生成及氧化磷酸化代谢更为活跃。在ST中确认了五个糖酵解/糖酮生成标记基因，基于这些基因的评分显示B细胞在所有样本中均较高。特别地，R样本的B细胞GLC得分显著高于NR样本。
图7 代谢altas和GLC评分：空间转录组学中DLBCL的预后值验证
在衰竭的免疫微环境中，IFN_TAMs浸润研究显示，R样本中IFN_TAMs及TAMs的PD-L1表达显著高于NR样本。同时，R样本活化CD8+T细胞得分较低，且与GLC评分负相关。空间图及样本分析进一步证实了这一趋势。
图8 空间转录组学中具有高糖酵解/糖异生活性的DLBCL样品具有免疫抑制微环境特征
此外，在DLBCL FFPE样本中评估了五种糖酵解相关蛋白，其中STMN1、CDK1、ENO1和PKM对OS和PFS具有预测价值。在mIF队列中，IFN_TAMs强度对PFS有预测作用，且复发患者强度更高，IFN_TAMs高水平样本伴随低CD8+ T细胞浸润和高TGFβ1浸润。
文章小结
这篇研究确定了一个高度侵袭性的肿瘤细胞和TAMs亚组，其特征是DLBCL中的糖酵解代谢活性增强，糖酵解标记基因和IFN_TAMs被鉴定和构建为预测生存。此外还观察到糖酵解代谢的增强与免疫抑制性TME相关，特征是IFN_TAMs浸润和 CD8 T 细胞浸润减少。
作者利用了公共数据库中的单细胞数据、转录组数据以及自测的空间转录数据进行多组学综合分析，深入剖析了细胞类型、组织微观结构及其功能之间的复杂关联，全文逻辑清晰，工作量很大，图文并茂，思路也很容易复现！小伙伴们记住！科研不只是埋头苦干，也要学会借力打力，如果你也对这种方法和思路感兴趣，但是设计存在困难，可以随时来找光宝为你量身定制哦~
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