前言
单细胞转录组测序技术，作为生命科学领域的一场革命性飞跃，正深刻改变着我们对肿瘤复杂性的理解与应对，深入探索每一个细胞的独特转录图谱，揭示肿瘤内部前所未有的异质性与动态变化，借助单细胞转录组测序，逐步揭开肿瘤发生、发展及转移的神秘面纱，高分文章轻而易举。
案例1
英文标题：Single-cell Characterization of the Cellular Landscape of Acral Melanoma Identifies Novel Targets for Immunotherapy
发表期刊：Clinical Cancer Research
影响因子：10
发表日期：2022.05
物种样本：人，9例肢端黑色素瘤的临床样本，其中5例原发，4例转移
技术策略：scRNA seq
DOI：10.1158/1078-0432.CCR-21-3145
肢端黑色素瘤是一种罕见的黑色素瘤亚型，发生在手掌、脚底和指甲床的非带毛皮肤上.研究使用单细胞RNA测序（scRNAseq）来绘制肢端黑色素瘤的转录景观，并确定新的免疫治疗靶点。发现与非肢端皮肤黑色素瘤相比，肢端黑色素瘤的特点是整体免疫浸润较低，效应CD8 T细胞和NK细胞较少，γδT细胞几乎完全缺失。与肢端黑色素瘤相关的免疫细胞表现出多个检查点的表达，包括PD-1、lag3、CTLA-4、T细胞激活的v结构域免疫红蛋白抑制因子（VISTA）、TIGIT和腺苷A2A受体（ADORA2）。与非肢端皮肤黑色素瘤相比，肢端黑色素瘤的免疫环境受到抑制。观察到多个、治疗上易于控制的免疫检查点的表达，为临床转化提供了新的选择。
案例2
英文标题：A novel molecular classification method for osteosarcoma based on tumor cell differentiation trajectories
发表期刊：Bone Research
影响因子：14.3
发表日期：2023.02
物种样本：人，9个正常的松质骨（CB）组织， 6个常规骨肉瘤（OS）样本（来自GEO数据集）
技术策略：scRNA seq
DOI：10.1038/s41413-022-00233-w
骨肉瘤（OS）是最常见的原发性骨恶性肿瘤，全球每年的发病率为百万分之4.8。研究分析了6个常规OS和9个松质骨（CB）样本的scRNA-seq数据，从癌症干细胞（CSC）中发现了3种分化轨迹，将OS样本分为三组。每个OS亚组都有不同的预后和可能的药物敏感性，三个分化分支中的OS细胞与OS微环境中的其他细胞表现出不同的相互作用。描述了CSCs的新的转录程序，强调EZH2在OS的CSCs中的激活。这些发现为OS中CSCs的分子特征提供了新的思路，并可能为精确治疗和治疗提供有价值的参考。
案例3
英文标题：A longitudinal single-cell atlas of anti-tumour necrosis factor treatment in inflammatory bowel disease
发表期刊：Nature Immunology
影响因子：27.7
发表日期：2024.10
物种样本：人，41个受试者的216个肠道活检样本
技术策略：scRNA seq
DOI：10.1038/s41590-024-01994-8
对免疫介导的炎症性疾病（IMIDs）的精确医疗需要细胞对治疗反应的理解。研究描述了一个治疗克罗恩病（CD）和溃疡性结肠炎（UC）的治疗图谱。分析发现CD和干扰素（IFN）反应信号中的肉芽肿瘤信号，它们定位于CD和UC中的T细胞聚集和上皮损伤。上皮细胞和髓系的预处理差异与两种疾病的缓解结果相关。纵向比较显示，CD中髓系和T细胞扰动，UC中多细胞IFN信号通路增加。上皮细胞和髓系的预处理差异与两种疾病的缓解结果相关。
案例4
英文标题：Targeting BCL9/BCL9L enhances antigen presentation by promoting conventional type 1 dendritic cell (cDC1) activation and tumor infiltration
发表期刊：Signal Transduction and Targeted Therapy
影响因子：40.8
发表日期：2024.05
物种样本：小鼠肿瘤
技术策略：scRNA seq + Bulk RNA-seq
DOI：10.1038/s41392-024-01838-9
传统的1型树突状细胞（cDC1）是抗肿瘤免疫中必不可少的抗原呈递DC亚群。抑制b细胞淋巴瘤9和b细胞淋巴瘤9样（BCL9/BCL9L）可抑制肿瘤生长，增强对癌症的免疫反应。研究发现靶向BCL9/BCL9L可以通过刺激cDC1的激活和对肿瘤的浸润来增强抗原呈递。用新型抑制剂hsBCL9z96或BCL9/BCL9L敲除小鼠对BCL9/BCL9L的药理抑制可显著延迟肿瘤生长并促进抗肿瘤CD8+ T细胞反应。在机制上，靶向BCL9/BCL9L促进了肿瘤中的抗原呈递。这是由于cDC1激活的增加和XCL1-XCR1轴的肿瘤浸润。重要的是，通过单细胞转录组学分析发现BclκB/Bcl9l缺陷的cDC1在激活NF-κB/IRF1信号通路和抗原呈递方面优于野生型（WT）cDC1。总之，靶向BCL9/BCL9L调控cDC1功能，并直接协调一个最佳抗肿瘤免疫所需的正反馈回路，可作为对抗免疫抑制和增强癌症免疫治疗的潜在策略。
案例5
英文标题：Single-cell functional genomics reveals determinants of sensitivity and resistance to natural killer cells in blood cancers
发表期刊：Immunity
影响因子：25.5
发表日期：2023.12
物种样本：26个培养的代表不同血液肿瘤的细胞系
技术策略：scRNA seq
DOI：10.1016/j.immuni.2023.11.008
癌细胞可以逃避自然杀伤（NK）细胞的活性，从而限制了抗肿瘤免疫。为了揭示NK细胞活性易感性的遗传决定因素，研究使用单细胞和基因组规模的功能基因组学筛选检测了NK细胞和血癌细胞的相互作用。NK和癌细胞的相互作用在两种细胞类型中诱导了不同的激活和I型干扰素（IFN）状态，这取决于癌细胞谱系和分子表型，从更敏感的髓系到更不敏感的b淋巴细胞癌症。通过对癌细胞的CRISPR筛选，除了证实了抗原呈递和死亡受体信号通路的重要性外，还发现了调节NK细胞介导的杀伤的敏感性和抗性的基因，包括粘附相关糖蛋白、蛋白聚焦基因和死亡受体转录调控因子。通过单细胞转录组读出的CRISPR筛选提供了深入了解潜在的机制，包括癌细胞中IFN-g信号的调节和NK细胞激活状态。我们的发现强调了在不同的基因中影响NK细胞易感性的机制的多样性。
案例6
英文标题：APC and P53 mutations synergise to create a therapeutic vulnerability to NOTUM inhibition in advanced colorectal cancer
发表期刊：Gut
影响因子：23
发表日期：2023.12
物种样本：人结肠腺癌样本
技术策略：scRNA seq + bulk RNA seq
DOI：10.1136/gutjnl-2022-329140
结直肠癌（CRC）是导致癌症相关死亡的主要原因，大多数病例是由APC肿瘤抑制因子失活引起的。研究采用体外分析、体内内窥镜引导下的原位类器官植入试验和转录组学分析来表征Notum活性的影响。Notum活性的小分子抑制剂被用于靶向致癌Notum活性的临床前治疗。发现在apc缺失的腺瘤中，NOTUM保留了肿瘤抑制活性，尽管构成型ß-连环蛋白活性。在进展为P53缺失的腺癌时，NOTUM成为一种专性致癌基因。最终，临床前小鼠模型和人类类器官培养表明，对NOTUM的药理抑制对于抑制原发性腺癌的生长和抑制远端器官的转移性定植是非常有效的。
案例7
英文标题：Hypoxic niches attract and sequester tumor-associated macrophages and cytotoxic T cells and reprogram them for immunosuppression
发表期刊：Immunity
影响因子：25.5
发表日期：2023.07
物种样本：小鼠，胶质母细胞瘤样本
技术策略：scRNA seq
DOI：10.1016/j.immuni.2023.06.017
胶质母细胞瘤（GBM）是一种高度致命的脑癌，其机制尚不清楚。研究记录了肿瘤相关髓系细胞（TAMs）的时空模式，与GBM进展过程中的血管变化相对应。随着肿瘤血管从最初的致密规则网络过渡到后来的缺乏和充盈的血管系统，TAMs从血管周围区域转移到血管缺乏区域。这一过程受到宿主免疫能力状态的严重影响。利用敏感的荧光UnaG报告基因来跟踪肿瘤缺氧，加上单细胞转录组学，我们发现缺氧生态位吸引并隔离TAMs和细胞毒性T淋巴细胞（ctl），在那里它们被重编程为免疫抑制状态。在机制上，发现趋化因子CCL8和细胞因子IL-1beta是两个缺氧生态位因子，对TAM运输和缺氧区共同进化为假化模式至关重要。因此，在缺氧区干扰TAM模式可以改善肿瘤的控制。
案例8
英文标题：Spatial transcriptomics reveals niche-specific enrichment and vulnerabilities of radial glial stem-like cells in malignant gliomas
发表期刊：Nature communications
影响因子：14.7
发表日期：2023.02
物种样本：人，5例弥漫性中线胶质瘤-h3k27m突变体（DMG）、3例原发性胶质母细胞瘤（GBM）、2例异柠檬酸脱氢酶（IDH）突变次级GBM和1例瘤周样本
技术策略：scRNA seq+10x Visium stRNA-seq
DOI：10.1038/s41467-023-36707-6
弥漫性中线胶质瘤-h3k27m突变体（DMG）和胶质母细胞瘤（GBM）是最致命的脑肿瘤，主要发生在儿童和成人患者中。这两种肿瘤都表现出显著的异质性，这是由不同的遗传/表观遗传驱动因素、包括RNA剪接在内的转录程序和胶质瘤生态位中的微环境线索形成的。本研究中通过短读和长读空间转录组学对DMG和GBM进行了空间图谱分析，确定了临床相关的转录程序、RNA亚型多样性和跨不同胶质瘤生态位的多细胞生态系统以解码生态系统，发现放射性胶质干细胞样（rg样）细胞在DMG和GBM中富含神经元的侵袭性生态位中。在功能上证实了高尔基定位激酶基因FAM20C在人类神经干细胞来源的原位DMG模型中介导了在神经元丰富的微环境中rg样细胞的侵袭性生长。研究结果为理解DMG和GBM的空间结构和生态位特定漏洞提供了蓝图。
案例9
英文标题：Single-cell and spatial transcriptomics analysis of non-small cell lung cancer
发表期刊：Nature communications
影响因子：14.7
发表日期：2024.05
物种样本：人，未接受治疗的腺癌（LUAD）样本(n=13)、鳞状细胞癌（LUSC）样本(n=8)、未确定类型肺癌（LC）样本(n=4)、健康对照(n=2)的肺组织
技术策略：scRNA seq+10x Visium
DOI：10.1038/s41467-024-48700-8
肺癌是全球第二大最常见的癌症，也是导致癌症相关死亡的主要原因。肿瘤生态系统具有不同的免疫细胞类型，特别是髓系细胞，在促进疾病方面有明确的作用。研究通过单细胞和空间转录组学对25例未接受治疗的腺癌和鳞状细胞癌患者的约90万个细胞进行了分析。发现抗炎巨噬细胞和NK细胞/T细胞之间的反比关系，并且与肿瘤内NK细胞的细胞毒性降低。虽然在腺癌和鳞状细胞癌中观察到相似的细胞类型组成，但检测到各种免疫检查点抑制剂的共同表达存在显著差异。此外，还揭示了肿瘤中巨噬细胞的转录“重编程”的证据，将它们转向胆固醇输出，并采用一种类似胎儿的转录特征，促进铁外排。多组学资源提供了肿瘤相关巨噬细胞的高分辨率分子图谱，增强了对它们在肿瘤微环境中的作用的理解。
案例10
英文标题：Identification of hypoxic macrophages in glioblastoma with therapeutic potential for vasculature normalization
发表期刊：Cancer Cell
影响因子：48.8
发表日期：2024.04
物种样本：51个人类弥漫性胶质瘤样本，12个小鼠胶质母细胞瘤（mGBM）样本
技术策略：scRNA seq + 10x Visium RNA-seq
DOI：10.1016/j.ccell.2024.03.013
单核细胞来源的肿瘤相关巨噬细胞（Mo-TAMs）强烈浸润弥漫性胶质瘤，具有显著的异质性。研究利用单细胞转录组学，绘制了51例异柠檬酸脱氢酶（IDH）野生型胶质母细胞瘤或IDH突变型胶质瘤患者的Mo-TAMs的空间分辨转录景观。研究描述了一个Mo-TAM子集，它定位于坏死周围的生态位，并被缺氧的生态位线索倾斜，以获得缺氧反应特征。缺氧-tam通过激活肾上腺髓质素旁分泌信号使内皮粘附连接不稳定，从而刺激高渗透性新生血管，阻碍异种胶质母细胞瘤移植物的药物传递。因此，缺氧-tam产生的肾上腺髓质素的基因消融或药理阻断可以恢复血管的完整性，提高抗肿瘤药物达布拉非尼的瘤内浓度，并实现联合治疗效果。缺氧-tam或肾上腺髓质素表达比例的增加预示着肿瘤血管的高通透性和胶质母细胞瘤较差的预后。研究结果强调了弥漫性胶质瘤中Mo-TAM的多样性和空间生态位导向的Mo-TAM重编程，并提示了靶向缺氧-TAM使肿瘤血管系统正常化的潜在治疗方法。
案例11
英文标题：Pan-cancer spatially resolved single-cell analysis reveals the crosstalk between cancer-associated fibroblasts and tumor microenvironment
发表期刊：Molecular Cancer
影响因子：27.7
发表日期：2023.10
物种样本：69个癌症（包括6种癌症类型：乳腺癌（BRCA）、结直肠癌（CRC）、肝细胞癌（LIHC）、卵巢癌（OVCA）、前列腺腺癌（PRAD）和子宫体子宫内膜癌（UCEC））样本做scRNA-seq，22个癌症组织切片做10x Visium RNA-seq
技术策略：scRNA seq + 10x Visium RNA-seq
DOI：10.1186/s12943-023-01876-x
肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）是一种异质性细胞群，在肿瘤微环境（TME）的重构中起着至关重要的作用。研究对六种常见癌症类型的空间和单细胞转录组数据的综合分析，我们确定了四个不同的CAFs功能亚群，并描述了它们的空间分布特征。此外，对来自另外三种常见癌症类型的单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据，以及两种新生成的罕见癌症类型的scRNA-seq数据集，扩大对CAF异质性的理解。在空间背景下进行的细胞-细胞相互作用分析强调了基质CAFs（mCAFs）在肿瘤血管生成和炎症性CAFs（iCAFs）在形成免疫抑制微环境中的关键作用。在接受抗pd-1免疫治疗的乳腺癌（BRCA）患者中，iCAFs在促进癌细胞增殖、促进上皮-间充质转化（EMT）和有助于建立免疫抑制微环境方面表现出了更高的能力。此外，基于iCAFs的评分系统显示与黑色素瘤患者的免疫治疗反应有显著相关性。
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