原發(fā)結(jié)直腸癌根治性切除術(shù)后的患者在幾年后復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移的CRC病理分期不一，其中會有40%的III期CRC患者，尋找預(yù)防CRC復(fù)發(fā)的療法仍然迫在眉睫。

為了探究復(fù)發(fā)CRC的細胞來源，本文研究者首先在單細胞水平分析了預(yù)后不良CRC患者的轉(zhuǎn)錄組特征，共確定了2530個預(yù)測復(fù)發(fā)的基因，然后在兩個單細胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)這些預(yù)后不良基因在CAF、內(nèi)皮和髓系細胞高表達，在腫瘤上皮細胞中有99個復(fù)發(fā)相關(guān)基因（EpiHR）上調(diào)，并且在腫瘤微環(huán)境中的高風(fēng)險基因和上皮細胞中的EpiHR是兩個獨立的風(fēng)險因素，結(jié)合在單細胞結(jié)果中基于EpiHR定義了高復(fù)發(fā)細胞，在這些細胞中缺氧相關(guān)基因、細胞粘附以及細胞外基質(zhì)、肌動蛋白和調(diào)節(jié)細胞遷移相關(guān)基因顯著富集，但這群細胞和LGR5+干細胞樣腫瘤細胞群并不是同一群細胞。

接著作者將AKTP小鼠腫瘤類器官打入小鼠盲腸構(gòu)建了類人轉(zhuǎn)移型CRC模型，然后對轉(zhuǎn)移細胞進行分析，在肝臟中發(fā)現(xiàn)的大轉(zhuǎn)移灶細胞群特征和原位CRC非常相似，微轉(zhuǎn)移灶確富集了大量高增值水平的HRC細胞，小轉(zhuǎn)移灶中主要包含LGR5+干細胞樣細胞，基于cell rank細胞軌跡算法發(fā)現(xiàn)HRC細胞是AKTP CRC轉(zhuǎn)移的源頭，并在HRC發(fā)現(xiàn)了顯著高表達基因EMP1，接著作者對這個基因的功能進行驗證，發(fā)現(xiàn)EMP1-TOM-high的細胞處于侵襲部位的前沿以及腫瘤出芽部位，并且EMP1+HRC細胞驅(qū)動轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)，但是其在轉(zhuǎn)移定植完成后就不是必需的，HRC細胞剔除后轉(zhuǎn)移數(shù)量顯著減少。

如果在切除原位腫瘤之前給與PD-1和CTLA-4抗體治療，不會降低腫瘤的生長速度，但是卻能在腫瘤切除后減少轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)。主要是由于在腫瘤切除前給與治療可以增加原位腫瘤中CD8+T細胞數(shù)量，減少HRC細胞免疫逃逸。而在肝臟這些轉(zhuǎn)移器官中，在轉(zhuǎn)移初期還未形成成熟的腫瘤微環(huán)境來激活抗腫瘤免疫反應(yīng)。

總之本研究通過CRC類人小鼠轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)模型，揭示了HRC細胞轉(zhuǎn)移定植的關(guān)鍵基因EMP1，靶向HRC的治療能夠有助于減少轉(zhuǎn)移性復(fù)發(fā)CRC。

02

單細胞測序揭示獨特的成纖維細胞祖細胞亞群通過免疫調(diào)節(jié)加速再生粘膜愈合

因纖維化而愈合的損傷會損害器官功能，增加患者發(fā)病率?？谇火つて琳暇哂泻芨叩脑偕芰妥钚〉陌毯郏毎麢C制仍然難以捉摸。

在此研究中，研究者確定了Prx1+（postnatal paired-related homeobox-1+）細胞作為一個關(guān)鍵的成纖維細胞亞群，通過促進早期免疫反應(yīng)來加速粘膜愈合。通過小鼠移植和基因消融模型，研究者發(fā)現(xiàn)富含Prx1+細胞的口腔黏膜比缺乏Prx1+細胞的愈合更快。譜系追蹤和scRNA-seq揭示Prx1+成纖維細胞在生理和損傷條件下表現(xiàn)出祖細胞特征。

在機制上，Prx1+祖細胞通過分化為免疫調(diào)節(jié)的SCA1+成纖維細胞來加速傷口愈合，SCA1+成纖維細胞通過CCL2啟動巨噬細胞招募，作為促傷口愈合反應(yīng)的關(guān)鍵部分。此外，與小鼠相比，人類Prx1+成纖維細胞具有相似的基因和空間分布。

因此，研究者的數(shù)據(jù)揭示了粘膜傷口愈合的機制和特異性口腔成纖維細胞對快速先天免疫反應(yīng)和隨后炎癥的解決的直接免疫調(diào)節(jié)作用。

03

單細胞+轉(zhuǎn)錄組測序：揭示GABA信號調(diào)控神經(jīng)發(fā)生

GABA是一種能夠影響神經(jīng)發(fā)生的神經(jīng)遞質(zhì)，GABA受體支持祖細胞和遷移神經(jīng)元中的非突觸信號。本研究報道了地西泮結(jié)合抑制劑（DBI）的表達水平，能夠調(diào)節(jié)GABA信號的內(nèi)多肽，調(diào)節(jié)胚胎神經(jīng)發(fā)生，影響出生后小鼠大腦中神經(jīng)元數(shù)量的長期結(jié)果。

研究結(jié)果證明了DBI在胚胎小鼠大腦生發(fā)區(qū)的徑向膠質(zhì)細胞和中間祖細胞中高表達，從而產(chǎn)生興奮性和抑制性細胞。DBI控制神經(jīng)發(fā)生的機制主要表現(xiàn)為在表達包含γ2亞基的GABAA受體的祖細胞上，作為GABA誘導(dǎo)的電流的負變構(gòu)調(diào)節(jié)器。

DBI的調(diào)節(jié)作用與這些細胞增殖區(qū)中GABAA受體介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)相似，反映了DBI對胚胎神經(jīng)發(fā)生的嚴格控制。

04

GUT | 原發(fā)性和復(fù)發(fā)性肝癌的免疫微環(huán)境研究助力免疫治療

HCC患者復(fù)發(fā)根據(jù)發(fā)生時間分為兩種：真正的腫瘤復(fù)發(fā)(由原發(fā)腫瘤擴散引起，治療后<2年，也稱早期復(fù)發(fā))和新生癌癥(由受損的肝實質(zhì)新產(chǎn)生，治療后>2年，也稱晚期復(fù)發(fā))。從其生物學(xué)特征區(qū)分這些類型的復(fù)發(fā)至關(guān)重要，先前的研究表明，通過進化軌跡和基因組異質(zhì)性來區(qū)分真正復(fù)發(fā)性和新生性HCC可能比臨床定義更可靠。

最近的一項研究使用單細胞RNA測序(scRNA-seq)揭示了原發(fā)腫瘤與早期復(fù)發(fā)HCC的免疫生態(tài)系統(tǒng)的差異，然而，從頭復(fù)發(fā)的HCC的TIME尚未被描述。因此，解剖兩種HCC復(fù)發(fā)的免疫生態(tài)系統(tǒng)可以為這些實體之間的免疫逃避機制的異質(zhì)性提供新的見解。

在本文中研究人員通過使用全外顯子組測序?qū)Τ蓪υl(fā)性和復(fù)發(fā)性HCC樣本的突變譜和進化軌跡進行分析，確定了從頭復(fù)發(fā)和真正復(fù)發(fā)，然后對來自20例復(fù)發(fā)性HCC患者的34個樣本進行了5'和VDJ單細胞RNA測序，細胞軌跡分析發(fā)現(xiàn)真正復(fù)發(fā)的HCC的TIME的特征是具有記憶表型和低細胞毒性的KLRB1+CD8+ T細胞的豐度增加。

而在新生復(fù)發(fā)HCC的TIME中細胞毒性和耗盡的CD8+ T細胞富集。進一步通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)和細胞相互作用分析發(fā)現(xiàn)在與樹突狀細胞存在互作的HCC細胞上GDF15表達升高，這可能抑制了抗原提呈，并抑制了真正復(fù)發(fā)性病變的抗腫瘤免疫。在從頭復(fù)發(fā)的HCC中，骨髓細胞與T細胞的互作介導(dǎo)的T細胞衰竭和免疫抑制。

文章還對來自兩個驗證隊列的樣本進行了大量RNA測序、流式細胞術(shù)、多重免疫熒光和體外功能分析，來驗證這一結(jié)果。

總之，這項研究為基于HCC復(fù)發(fā)類型和特定時間的指導(dǎo)免疫治療提供了基因組診斷和免疫譜分析的來源。

05

結(jié)合單細胞和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)揭示乳腺癌早期傳播過程中的代謝演變

乳腺癌現(xiàn)在是最常診斷的惡性腫瘤，轉(zhuǎn)移仍然是乳腺癌死亡的主要原因。然而，人們對傳播過程中的動態(tài)變化卻知之甚少。在這項研究中，研究者使用單細胞RNA測序(scRNA-seq)和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)對來自4名乳腺癌患者和成對轉(zhuǎn)移性腋窩淋巴結(jié)的65968個細胞進行了分析。

一種具有高水平氧化磷酸化(OXPHOS)的彌散性癌細胞簇，包括細胞色素C氧化酶亞基6C和脫氫酶/還原酶2顯示上調(diào)。糖酵解和OXPHOS傳播開始時的過渡被注意到。此外，這種獨特的細胞簇沿腫瘤前緣分布。這里的發(fā)現(xiàn)在三個不同的乳腺癌患者隊列和外部scRNA-seq數(shù)據(jù)集中得到了驗證，其中包括8名乳腺癌患者和配對的轉(zhuǎn)移性腋窩淋巴結(jié)。

這項工作描述了早期播散性乳腺癌的動態(tài)代謝演變，并揭示了乳腺癌細胞中糖酵解和OXPHOS之間的轉(zhuǎn)換作為淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的早期事件。

審核編輯：劉清