结直肠癌（colorectal cancer，CRC）是全球范围内常见的恶性肿瘤之一，其患病率全球排名第三，死亡率排名第二，对人类健康构成严重威胁。单细胞转录组技术能够分析单个细胞的基因表达变化，揭示肿瘤的异质性和复杂性，在肿瘤微环境、免疫治疗机理、药物反应机制、肿瘤转移、早期诊断和治疗策略等方向为结直肠癌研究提供新视角。本期分享部分单细胞转录组在结直肠癌研究中应用的优秀文章，以供有相关测序需求的老师参考。PD-1阻断可重塑错配修复缺陷型结直肠癌中的免疫细胞和基质细胞
英文题目：Remodeling of the immune and stromal cell compartment by PD-1 blockade in mismatch repair-deficient colorectal cancer
DOI：10.1016/j.ccell.2023.04.011免疫检查点抑制剂（ICI）疗法可在错配修复缺陷和微卫星不稳定性高（d-MMR/MSI-H）的结直肠癌（CRC）中诱导完全反应，然而，对免疫治疗病理完全反应（pCR）的潜在机制尚未完全理解。作者利用scRNA-seq研究19名接受新辅助PD-1阻断治疗的d-MMR/MSI-H CRC患者的免疫和基质细胞的动态变化。研究发现在pCR肿瘤中，治疗后CD8+ Trm-有丝分裂细胞、CD4+ Tregs、促炎性IL1B+单核细胞和CCL2+成纤维细胞减少，而CD8+ Tem、CD4+ Th、CD20+ B细胞和HLA-DRA+内皮细胞比例上升。肿瘤微环境的促炎特性通过调节CD8+ T细胞等免疫细胞群体影响残留肿瘤的持续存在。研究结果为ICI治疗机制和提高疗效的潜在靶点提供了新的见解。Fig1 接受ICI治疗的d-MMR/MSI-H CRC患者免疫和基质细胞群整体分析英文题目：Sirpα on tumor-associated myeloid cells restrains antitumor immunity in colorectal cancer independent of its interaction with CD47
DOI：10.1038/s43018-023-00691-z免疫抑制性髓系细胞阻碍了肿瘤的免疫治疗效果，但具体机制未明。通过结直肠癌组织的单细胞RNA测序，发现肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）和粒细胞样髓源性抑制细胞（gMDSCs）数量增加，具有最强的免疫抑制特征，且高表达包括SIRPA在内的ITIM受体。Sirpa小鼠对肿瘤更具有抵抗力。Sirpα缺失通过增加具有抗肿瘤活性的TAM_Ccl8hi和gMDSC_H2-Q10hi亚群重编程肿瘤微环境，并通过Syk/Btk依赖的Ccl8分泌促进T细胞的激活和增殖。因此，Sirpα阻断可能独立于CD47表达，成为提高癌症免疫疗法效果的新策略。英文题目：Distinct molecular profiles drive multifaceted characteristics of colorectal cancer metastatic seeds
原发性肿瘤的转移仍然是早期诊断和预防的一个挑战，原发性肿瘤中转移性克隆的细胞特性和分子驱动因素仍不清楚。通过单细胞RNA测序，从结直肠癌（CRC）患者肿瘤中衍生出单细胞系，发现某些内在因素赋予了克隆细胞不同的转移潜力和细胞通讯能力，这些能力决定了它们对特定器官的转移倾向。特别是分化程度差或高度转移的克隆细胞对临床预后有负面影响。此外，克隆演化过程中的个体遗传变异是转移潜力发生的关键因素，而不仅仅是突变负荷。研究还开发了一种基因签名，用于捕捉原发性CRC肿瘤的转移潜力，并展示了一种策略，通过使用具有不同转移潜力的等基因克隆来识别转移驱动因素。这些发现为理解转移的起源和机制提供了新的见解，并有助于为CRC患者开发潜在的抗转移治疗靶点。Fig3 原发性CRC肿瘤scRNA-seq数据和SC-PDCC系的细胞通讯能力分析利用双内源报告系统识别结直肠癌干细胞和分化活性异常的调节因子
英文题目：Identifying regulators of aberrant stem cell and differentiation activity in colorectal cancer using a dual endogenous reporter system
DOI：10.1038/s41467-024-46285-w干细胞样活性异常和分化受损是结直肠癌（CRC）发病的核心原因。为了鉴定这些关键细胞程序的功能介导因子，研究通过基因组编辑人类CRC细胞系的SOX9和KRT20基因座，设计了一个双内源报告系统，分别表达荧光报告，播报异常的干细胞样活性和分化活性。通过用542个sgRNAs针对78个表观遗传调节因子进行CRISPR筛选，我们确定了导致CRC干细胞样活性和分化的因素。对验证命中的单细胞RNA测序（Perturb-seq）发现，BAF复合物（SWI/SNF）中的SMARCB1是一系列肿瘤性结肠模型中分化的负调控因子。SMARCB1是人类CRC模型体内生长所需的依赖因子。这些研究凸显了生物设计的内源报告平台在发现具有治疗潜力的调控因子方面的实用性。多组学分析辅助深度学习模型将面向巨噬细胞的模块确定为结直肠癌的潜在治疗靶点
英文题目：A multiomics analysis-assisted deep learning model identifies a macrophage-oriented module as a potential therapeutic target in colorectal cancer
组学策略：scRNA-seq，Bulk RNA-seqDOI：10.1016/j.xcrm.2024.101399结直肠癌（CRC）涉及多种细胞成分。CRC 肿瘤微环境（TME）在单细胞分辨率下已得到很好的表征，然而CRC TME的空间交互图仍然难以捉摸。本研究整合了多组学分析并建立了空间相互作用图，以改善CRC的预后、预测和治疗开发。作者构建了一个CRC免疫模块 （CCIM），其中包括FOLR2巨噬细胞、耗竭CD8 T细胞、耐受CD8 T细胞、耗竭CD4 T细胞和调节性T细胞。进行多重免疫组织化学以描述CCIM。基于此，作者利用先进的深度学习技术建立空间交互图并预测化疗反应。构建了CCIM-Net，在训练和测试队列中都证明了化疗反应的良好预测性能。最后，靶向FOLR2巨噬细胞疗法用于破坏免疫抑制性CCIM并增强体内化疗反应。空间和单细胞共定位分析揭示了结直肠癌发生过程中调节性T细胞介导的MDK免疫抑制环境
英文题目：Spatial and single-cell colocalisation analysis reveals MDK-mediated immunosuppressive environment with regulatory T cells in colorectal carcinogenesis
DOI：10.1016/j.ebiom.2024.105102促进腺瘤发展为散发性结直肠癌（CRC）的细胞间相互作用因子仍然不清楚，从而阻碍了患者生存率的提高。作者通过scRNA-seq和ST分析，发现结直肠癌（CRC）细胞在腺瘤-癌交界处与调节性T细胞（Tregs）共定位。早期癌变中，MDK作为肿瘤上皮细胞发送至Tregs的信号分子。MDK高表达的CRC细胞与SPP1+巨噬细胞和基质细胞的相互作用是肿瘤微环境免疫抑制的机制。SDC4被鉴定为与Treg共定位相关的MDK受体。CRC数据集的临床分析显示，MDK/SDC4水平升高与患者预后不良相关。该研究解释了MDK参与Tregs对肿瘤生长的免疫耐受。MDK 介导的 TME 形成可能是 CRC 早期诊断和治疗的潜在靶点。Fig6 腺瘤上皮细胞和调节性T细胞的共定位分析和细胞间相互作用基迪奥单细胞测序技术已经在医学和农学领域、模式和非模式物种、动物和植物上得到广泛应用，从细胞悬液制备到个性化分析服务，基迪奥都已积累了丰富的项目经验，欢迎有单细胞项目意向的老师扫描下方二维码填写信息，基迪奥为您定制单细胞解决方案。医学项目：020-84889324
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