单细胞转录组综合分析YYDS!同济医学院等Lancet子刊:13个队列+9个模型,玩转公共大数据,创新与临床兼备!

文摘   2024-11-05 18:00   上海  

一说到“单细胞”,相信多数朋友的脑海里会奔出这样一个词:贵!没错,单细胞转录组测序较为昂贵,但测序精度极高,可以区分组织中不同类型的细胞更可以推进对许多疾病机制的理解!这样高端的方法让人又爱又恨!话锋一转,谁说一定要自己测序了?能否用被人的数据做研究呢?答案当然是YES!而且做得好了,一二区SCI不在话下,CNS都有可能!今天,胡哥分享一篇发表在9分+Lancet子刊上的文章,来自华中科技大学附属同济医学院等多单位,一起看看~

1. 该研究结合了不同疾病阶段的人类前列腺癌(PCa) 的大量转录组谱和多个谱系可塑性相关基因集,确定了一种全面而稳健的谱系可塑性相关基因特征(LPSig),用于敏锐地预测PCa中的谱系可塑性状态。

2. 该研究创建了一个全面的人类PCa的单细胞RNA测序(scRNA-seq)荟萃图谱,基于LPSig,发现了之前未定义的少量谱系可塑性相关癌细胞(LPCs)——具有低AR活性、干性特征、高HMMR表达,并与PCa进展和不良疾病结局显著相关。此外,证明了HMMR是LPCs的一个显著的细胞表面标记,在PCa进展中具有关键作用。

PS:该研究思路清晰、步步明确,利用了大量来自公共数据库的多种类型数据,既能提高结果可靠性,又能大大减少时间、经费成本,而且发在了Lancet子刊上,创新性和临床价值更不用说!好生令人羡慕!一看就懂,一做就废?没有思路、数据分析遇阻?快来联系胡哥吧,我们团队为您提供1V1指导!    

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题目:整合的单细胞转录组学分析确定了一种参与前列腺癌进展的新型谱系可塑性相关癌细胞类型

杂志:eBioMedicine

影响因子:9.7

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:20241105

研究背景

肿瘤细胞可塑性是肿瘤细胞在微环境压力下改变自身身份并获得新的生物学特性的能力。在前列腺癌(PCa)中,细胞系的可塑性往往导致治疗抵抗和向神经内分泌(NE)细胞系的转分化。然而,识别具有谱系可塑性相关状态的癌细胞仍然具有挑战性。    

数据来源

研究思路

首先,基于13个多中心人类PCa转录组队列和9个来自PCa实验模型的转录组数据,建立了一个完整的谱系可塑性相关基因特征,称为LPSig。其次,基于LPSig利用AUCell富集分析从构建的单细胞RNA测序(scRNA-seq)荟萃图谱中识别出具有高谱系可塑性的细胞群。最后,通过公共数据集、体内外实验验证上述发现。    

主要结果

1. 谱系可塑性相关基因特征(LPSig)的鉴定

通过人类PCa样本的大规模多中心bulk RNA-seq队列分析、加权基因共表达网络分析(WGCNA)、相关性分析NEPAL模型鉴定了与谱系可塑性相关基因特征(LPSig),并通过多中心bulk转录组数据集验证了LPSig的稳健性,结果发现,LPSig可以很好地捕捉到在PCa发展过程中肿瘤谱系可塑性的动态变化,准确地估计谱系可塑性的状态(图1)    

图1谱系可塑性相关基因特征(LPSig)的鉴定

2. 谱系可塑性相关上皮细胞(LPCs)识别

通过创建了人类PCa scRNA-seq荟萃图谱,基于LPSig进行AUCell富集分析,在上皮细胞中识别了谱系可塑性相关的上皮细胞(LPCs)。通过基因集富集分析 (GSEA)、谱系可塑性相关基因集的 AUCell 富集分析、拷贝数变异 (CNV) ,聚类分析等表征LPCs的分析特征,结果表明,LPC 代表谱系可塑性相关的恶性亚群,表现出减弱的雄激素受体(AR) 信号传导、干性活性升高以及谱系可塑性相关信号传导增强(图2)。通过创建的人类PCa scRNA-seq荟萃图谱、CIBERSORTx 反卷积分析、预后分析等,结果表明,LPC与PCa 进展和不良疾病结局相关。    

图2 谱系可塑性相关上皮细胞(LPCs)的鉴定和表征

3. HMMR是LPCs的代表性细胞表面标记物

通过分析 LPC 中细胞表面蛋白的表达模式、相关性分析、多重免疫组织化学 (mIHC)、空间转录组测序 (stRNA-seq) 切片上表达的空间分布等,结果表明, HMMR 是 LPC 的代表性细胞表面标志物。通过探索AR与HMMR之间的调控关系,发现AR信号与HMMR表达呈负相关,并通过分析LNCaP细胞的AR ChIP-seq和转录组数据,发现HMMR是AR的直接负调控靶点    

图3 HMMR被AR转录抑制

进一步探索HMMR在晚期 PCa 中的功能作用,发现HMMR对晚期PCa细胞的NE分化和侵袭行为是必需的(图4),体内模型中HMMR沉默抑制NEPC肿瘤生长。    

图4 HMMR敲低可抑制晚期PCa细胞的侵袭行为

文章小结

该研究揭示了一个以前未描述的具有谱系可塑性的前列腺癌(PCa)细胞群体,他们表现出低雄激素受体(AR)活性,干性特征和高HMMR表达。此外,鉴定了HMMR作为LPCs的代表性细胞表面标志物,强调了其在神经内分泌 PCa (NEPC)进展中的关键作用。那么,其他疾病能否也整合单细胞转录组数据进行研究?创新性如何?是否有临床研究价值?感兴趣的朋友,快来找胡哥聊聊~

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