01
研究背景
02
研究发现
03
临床意义
04
实验策略
05
数据解读
图1：小鼠大脑的MRI图像，展示从癌前期到终末期阶段脑病变的出现和进展
Figure 1 展示了研究人员如何利用小鼠模型，通过MRI成像和单细胞RNA测序技术，追踪胶质母细胞瘤从早期到晚期的发病过程。
(a) 显示了MRI检测到的三个不同小鼠大脑样本，强调了从“前肿瘤”阶段到“终点”阶段脑病灶的出现和发展过程。红色箭头标示了病灶（即肿瘤）的位置。
(b) 左边的图示显示了T2-FLAIR序列MRI成像中左脑半球（IP）的亮病灶（红色箭头）与右脑正常区域（CR，黄色箭头）的对比。右侧的图则展示了大脑的HE染色切片，红色虚线标示区域为病灶，黄色虚线标示正常区域。
(c) 利用UMAP和Louvain聚类分析了从30个肿瘤和对照样本中获得的大约100,000个单细胞，确定了14个转录和生物学上不同的细胞群。每个点代表一个单细胞，不同颜色对应不同的细胞群。
(d) 则展示了与(c)类似的UMAP图，但突出了属于五个样本组的细胞。不同的颜色显示了五个组的细胞分布（对照组为绿色，“前肿瘤”阶段为蓝色，早期病变为紫色，中期病变为橙色，终点为红色）。
结论：MRI成像有效地展示了小鼠大脑中病变的出现和进展过程，从癌前期到终末期阶段，病变逐渐显现并发展。
图2：UMAP图展示从Sox2CEPPT和nestinCPPT小鼠模型中收集的肿瘤样本中识别出的八种恶性细胞状态
Figure 2 使用UMAP分析方法研究Sox2CEPPT和nestinCPPT小鼠模型中肿瘤样本的细胞状态。
A. UMAP图中，每个点代表一个细胞，不同颜色对应不同的细胞状态。通过UMAP分析，作者识别出八种不同的恶性细胞状态，这些状态在Sox2CEPPT和nestinCPPT小鼠模型的肿瘤样本中存在。
结论：通过UMAP分析，识别出Sox2CEPPT和nestinCPPT小鼠模型的肿瘤样本中存在八种恶性细胞状态。
Figure 3 展示了在早期病变复制样本1中，基于恶性细胞的推测拷贝数变异（CNA）识别的遗传克隆。
A. 热图用于展示恶性细胞中识别出的染色体扩增和缺失，克隆被分为不同的组别。通过分析恶性细胞的染色体扩增和缺失，识别出不同的遗传克隆。结论：通过分析早期病变复制样本1中恶性细胞的染色体扩增和缺失，识别出不同的遗传克隆，为理解恶性细胞的遗传特征提供了依据。
图4：系统发育树展示早期病变复制1号中的恶性细胞克隆世代
Figure 4 展示了早期病变中恶性细胞的克隆世代，旨在揭示这些细胞的进化关系。
(a) 展示了早期病变阶段样本中恶性细胞的系统发育树，其中节点代表单个细胞，色彩编码指示不同的克隆代。每个细胞节点的生成定义为从根节点到该节点的步骤数。色彩指示了每个克隆代中识别出的恶性细胞状态。(b) 则以与(a)相似的分析方式，展示了中期病变阶段样本的结果。(c) 则展示了终点阶段样本的相同分析。综合来看，早期的克隆代中显著富集有神经嵴样细胞，随着克隆的进化，这些细胞状态逐渐演变为具备更高增殖能力的前体样细胞和分化样细胞。此图揭示了胶质瘤中不同恶性细胞状态是如何在克隆进化过程中产生和变化的，为理解其肿瘤生物学特性提供了细胞层面的视角。这支持了一个层次结构模型，即肿瘤内存在慢周期的多能性神经嵴样细胞状态，在肿瘤层次结构中具有重要地位，并随肿瘤的发展而演化。
Figure 5 展示了颅内插管植入手术的主要步骤，并通过MRI扫描显示了手术后IP半球的组织损伤情况，与CR侧相比，IP半球的损伤更为明显。
A. 图像展示了颅内插管植入手术的主要步骤。通过这些图像，研究人员能够详细观察到插管植入过程中的关键步骤和操作细节。
B. 小鼠脑部损伤后的MRI扫描图像。扫描结果显示，与CR侧相比，IP半球存在明显的组织损伤。这表明插管植入手术可能导致IP半球的组织损伤。
图6：UMAP图展示在对照组和肿瘤样本中识别的小胶质细胞亚型
Figure 6 展示了对照组和肿瘤样本中的七种小胶质细胞亚型，提供了关于小胶质细胞在肿瘤环境中多样性的重要信息。展示了研究中涉及的肿瘤和非恶性细胞间的细胞通讯及其在不同肿瘤演变阶段的信号动态。
(a) UMAP图标识了在对照和肿瘤样本中发现的不同小胶质细胞（MG）亚型。每个点代表一个单细胞，不同颜色对应七个识别出的微胶质细胞亚型。
(b) UMAP图与(a)类似，但每个图中高亮显示了属于五个样本组的细胞。不同颜色表示(a)中识别的小胶质细胞亚型在每个样本组中的分布。
(c) 点阵图展示了每个小胶质细胞亚型中高度表达基因的代表性富集通路。点的大小代表富集得分，而颜色则反映统计显著性。这些结果表明在患有阿尔茨海默症和肌萎缩侧索硬化症等疾病相关的小胶质细胞中高度富集的炎症和疾病相关信号。
(d) 热图总结了不同细胞状态和类型在肿瘤发生四个阶段中，在代表性信号通路中的信号角色。每个阶段有两个面板，其中第一个面板中红色标尺反映了每个细胞状态和类型作为信号发送者的重要性，而第二个面板中蓝色标尺反映作为信号接收者的作用。
(e) 左侧展示了一个小鼠大脑H&E染色切片显示的终点恶性病灶。用虚线突出显示了肿瘤区域。对该切片进行了使用10x Visium平台的空间转录组分析。右侧的空间特征图显示了在空间转录组样本中恶性细胞状态的分布。
(f) 多个空间特征图显示了八个具有代表性的细胞类型和状态在空间转录组样本中的丰度。这些特征化基因签名用于确定不同细胞类型在正常和肿瘤区域的分布，进一步验证了肿瘤微环境中损伤相关细胞类型的特异性丰度。
总的来说，Figure 6揭示了在胶质母细胞瘤不同阶段中，肿瘤细胞状态和损伤样小胶质细胞之间具有复杂的信号交换，并强调了这种交流在肿瘤早期发生中的关键作用。分析强调了特定信号通路在不同的肿瘤发展阶段中的起源和接收者，展示了这种细胞通讯对肿瘤进展的重要性。
06
主要结论
07
讨论总结
