在肿瘤治疗的征途上，研究人员一直在寻找更有效的策略来对抗癌症。近年来，免疫疗法以其独特的治疗机制成为研究的热点。其中，肿瘤微环境中的三级淋巴结构（TLS）因其在肿瘤进展和免疫治疗反应中的重要作用而备受关注。就在最近，一项发表在《Nature Communications》上的研究，通过单细胞和空间转录组分析，为我们揭示了鼻咽癌中TLS与肿瘤进展及免疫治疗反应之间的神秘联系。
这项研究中，研究人员采用了单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组（ST）分析等先进技术，对鼻咽癌（NPC）样本进行了深入分析。通过这些技术，研究人员能够精确地描绘出肿瘤微环境中的细胞组成和它们之间的相互作用。文章的主要内容包括了对TLS成分的详细解析，以及它们如何与肿瘤细胞相互作用，进而影响肿瘤的进展和免疫治疗的效果。
研究人员以鼻咽癌为模型，通过分析大量活检和血液样本的单细胞转录组数据，以及肿瘤组织的空間转录组数据，来揭示TLS中的关键细胞群，并探讨它们与肿瘤细胞的相互作用。
标题：Single-cell and spatial transcriptome analyses reveal tertiary lymphoid structures linked to tumour progression and immunotherapy response in nasopharyngeal carcinoma
译名：单细胞和空间转录组分析揭示了与鼻咽癌肿瘤进展和免疫治疗反应相关的三级淋巴结构。
期刊：Nat Commun
影响因子：IF=14.7
发表时间：2024年9月4
通讯作者: Jin-Xin Bei
对单细胞技术感兴趣
为空转项目找新突破口
欢迎和我们一起探讨冲刺高分！
扫码获取详细方案及报价
01
主要内容
1. TLS在NPC中的细胞组成
研究团队利用单细胞和空间转录组技术，详细分析了鼻咽癌（NPC）中TLS的细胞构成。发现了TLS中存在多种细胞，包括CXCL13阳性的癌症相关成纤维细胞、干细胞样的CXCL13阳性CD8阳性T细胞和B细胞等。这些细胞在TLS中相互作用，共同构成了一个复杂的免疫微环境。
图1、a. 鼻咽癌组织中TLS的免疫组化图显示了不同免疫细胞的分布。b. UMAP图展示了主要免疫细胞类型的分布。c. 热图显示了TLS中关键基因的表达情况。d. 展示了TLS区域的细胞类型和基因表达。e. 箱线图比较了不同细胞簇在肿瘤中的分布。
2. GC B细胞在肿瘤进展中的变化
研究揭示了B细胞在肿瘤发展过程中的动态变化。从naive B细胞到记忆B细胞、GC B细胞再到浆细胞的转变过程中，伴随着免疫球蛋白的类别转换和体细胞高频突变的增加。特别是在肿瘤晚期，GC B细胞的比例显著降低，这可能影响了肿瘤的免疫监视。
图2、a. 三维图显示B细胞簇分布。b. 比较不同NPC样本B细胞簇比例。c. 显示B细胞BCR转换得分。d. 展示浆细胞抗体表达。e. IgA和IgG水平在肿瘤样本中的变化。f. NPC晚期浆细胞信号通路变化。g. 浆细胞功能通路表达水平。h. 依据GC B细胞比例对NPC患者生存进行分层。
3. 浆细胞分泌的抗体促进EBV相关肿瘤细胞凋亡
研究发现，TLS中的浆细胞能够分泌抗体，这些抗体能够识别并促进EBV感染的恶性细胞凋亡。这一发现表明，在EBV相关的鼻咽癌中，浆细胞可能通过抗体依赖性细胞介导的细胞毒性作用，发挥抗肿瘤功能。
图3、a、b. 展示NPC样本中不同肿瘤细胞聚集体的空间分布和凋亡水平。c. 多重免疫组化染色显示NPC组织中与免疫相关的蛋白表达。d. 示意图揭示了凋亡细胞和浆细胞的空间关系。e. 描述了凋亡细胞与浆细胞距离的统计分布。
4. 浆细胞对NPC免疫治疗反应的贡献
研究还发现，在接受PD-1阻断治疗的NPC患者中，那些对治疗有反应的患者肿瘤中，浆细胞的比例更高。这表明浆细胞可能通过分泌抗体，增强了免疫治疗的效果。
图4、a. 左图: NPC样本中不同B细胞类型的空间分布。右图: ICB治疗的NPC患者中IgA和IgG浆细胞比例。b. 比较ICB治疗响应者和非响应者NPC样本中带或不带浆细胞的肿瘤细胞聚合体比例。c. 比较ICB治疗响应者和非响应者NPC样本中EBV阳性或阴性肿瘤细胞聚合体的凋亡水平。d. 比较NPC和其他肿瘤样本中免疫抑制评分差异。
5. CXCL13+ TLS相关CAFs促进B细胞功能
CXCL13阳性的癌症相关成纤维细胞（CAFs）在TLS中发挥着重要作用，它们通过表达多种趋化因子和细胞粘附分子，促进B细胞的招募和激活，从而增强了B细胞的抗体产生能力。
图5、a. 热图显示不同CAF簇的标记和分子表达水平。b. 条形图展示iCAF_C2_CXCL13 CAFs的上调信号通路。c. 箱线图显示不同阶段NPC样本中成纤维细胞簇的比例。d. 免疫组化染色图像显示NPC组织中CXCL13+ CAFs和CXCR5+ B细胞。e. 点阵图展示iCAF_C2_CXCL13 CAFs与B细胞的配体-受体相互作用。f. 展示NPC样本中配体-受体相互作用的空间分布。
6. TLS中的CXCL13+CD8+ T细胞与肿瘤中的耗竭T细胞
研究还观察到TLS中的CXCL13阳性CD8阳性T细胞具有干细胞样特征，能够分化为肿瘤中的耗竭T细胞。这些T细胞在TLS中可能具有抗肿瘤活性，但在肿瘤中的活性可能受到抑制。
图6、a. 热图显示了CD8+ T细胞不同标记物的表达。b. 图像显示了NPC组织样本中CXCL13+CD8+ T细胞的染色。c. 伪时间轨迹揭示了CD8+ T细胞的分化路径。d. 图表显示了CD8+ T细胞耗竭和干性特征的变化。e. 比较了不同CD8+ T细胞群与特定TCR克隆型共享的比例。f. 展示了CD8+ T细胞两种亚群在不同组织区域的表达。g. 显示了肿瘤细胞与特定CD8+ T细胞亚群间相互作用的主要信号通路。
7. TLS相关细胞群与NPC预后的关系
最后，研究发现TLS中的细胞群与NPC患者的预后密切相关。具有较高TLS细胞特征的患者预后更好，这表明TLS中的细胞可能通过促进免疫激活，增强了抗肿瘤免疫反应，从而改善了患者的临床结果。
图7、a. 研究了鼻咽癌中特定免疫细胞的生存关联。b. 热图显示了免疫细胞在鼻咽癌样本中的表达。c. 生存曲线比较了免疫细胞表达高低组的生存率。d. 箱线图分析了免疫治疗反应与免疫细胞表达的关系。
03
文章小结
总的来说，这项研究通过深入分析鼻咽癌中的TLS组成和功能，为我们提供了肿瘤免疫微环境中细胞相互作用的新见解。特别是，它揭示了TLS中特定细胞群体在肿瘤进展和免疫治疗反应中的关键作用。这些发现不仅增进了我们对肿瘤微环境的理解，而且为开发新的免疫治疗策略提供了重要的科学依据。
对单细胞技术感兴趣
为空转项目找新突破口
欢迎和我们一起探讨冲刺高分！
扫码获取详细方案及报价
往期推荐 ·
注：本文原创表明为原创编译，非声张版权，侵删！
关于集思慧远
集思医学主营业务有：：a.专业的医学方案整体设计，利用生物信息学对数据进行深入挖掘分析，并提供干湿结合实验。b.为医药类客户提供新靶点发现及验证服务，通过ABPP/TPP/DARTS等技术结合蛋白质组学加速小分子药物靶点发现。尤其善于运用2022年诺奖化学奖技术点击化学快速高效发现新靶点。c.临近标记等蛋白互作新方法提供蛋白互作研究。d.小分子高通量修饰改造，高通量细胞/斑马鱼药物筛选。改善现有临床药物结构和功能。
集思的荣誉及成果：2017获国家高新技术企业，2020众创板挂牌，2021获江苏省民营科技企业称号。2024荣膺江苏省“专精特新”中小企业、栖霞高新区TOP20明星企业称号。创始人先后获“创业南京”人才计划二等奖，“中国江苏创新创业大赛”优胜奖，“南京市创新型企业家”称号等。
集思的愿景：打造生命科学行业的航空母舰，为人类生命健康保驾护航，为人类生产生活谋福祉。
