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现如今，肿瘤领域最最热门的话题莫过于肿瘤免疫微环境和免疫靶向治疗。尽管靶向CTLA-4和PD-1的免疫治疗已经在黑色素瘤、肺癌和乳腺癌的治疗中取得可喜的成绩，但仍然有部分患者对免疫治疗没有临床反应。究其原因，这与肿瘤微环境中免疫细胞组成的异质性密切相关。那么，如何研究肿瘤微环境中免疫细胞组成，并挖掘其背后调控肿瘤进展的机制呢？今天，烈小冰就通过一篇文献带领大家揭开单细胞转录组测序（single cell sequencing，scRNA-seq）研究肿瘤微环境免疫细胞图谱的神秘面纱。  国际顶尖杂志《Cell》于2018年6月在线发布了一篇题为“Single-Cell Map of Diverse Immune Phenotypes in the Breast Tumor Microenvironment”的文章。 该研究获得了乳腺癌肿瘤微环境中免疫细胞组成图谱，反映了适应性和先天性免疫系统中免疫细胞的多样性。该研究的主要成果包括：1）乳腺癌患者不同组织中免疫细胞类型组成存在差异，尽管肿瘤和正常组织样本间免疫细胞表达谱具有显著的相似性，但肿瘤免疫细胞观察到特异的表型扩展；2）TCR组合部分影响T细胞连续活化状态和表型多样性。  Part 1 采用inDrop平台进行免疫细胞scRNA-seq，揭示了乳腺癌肿瘤微环境中免疫细胞的多样性，以及不同组织中免疫细胞组成的差异性。 研究人员以8名原发性乳腺癌患者（BC1-8，包括ER+、PR+、Her2+和TNBC）的肿瘤组织样本，及配对的对侧正常乳腺组织、血液和淋巴结样本为研究对象，利用Illumina的HiSeq 2500测序仪、Droplet Genomics的芯片，以及定制的inDrop单细胞RNA-Seq微流体平台，对流式分选（FACS）的47,016个免疫细胞进行scRNA-seq。  随后，研究人员利用SEQC Pipeline和Biscuit算法（一种贝叶斯聚类模型）等，对这些免疫细胞进行聚类和鉴定。  研究人员总共鉴定出83个不同的免疫细胞clusters，包括38个T细胞clusters、27个myeloid细胞clusters、9个B细胞clusters和9个NK细胞clusters。  通过对比不同组织免疫细胞类型组成，发现不同组织中免疫细胞类型存在差异。   通过主成分分析（PCA），绘制拓展图（Diffusion maps），发现尽管肿瘤和正常组织样本间免疫细胞表达谱具有显著的相似性，但肿瘤免疫细胞观察到特异的表型扩展。  此外，除了T细胞外，髓样细胞（myeloid cells）在肿瘤组织和正常组织样本中重叠度较高，是肿瘤微环境的重要组成成分。因此，研究人员对BC1-8所有组织样本monocytic clusters进行t-SNE分析，但并未发现新的细胞亚群。  且对3个TAM clusters中M1/M2型基因表达HeatMap图分析发现，M1和M2在TAM中都高表达，提示肿瘤微环境macrophage的活化与极化的不一致性。   Part 2 采用10X Genomics平台对免疫细胞进行scRNA-seq和TCR-seq，揭示了TCR组合对T细胞表型多样性变化的影响。 为明确TCR库的多样性是否有助于观察T细胞活化谱和整体表型多样性，研究人员以额外的3名乳腺癌患者（BC9-11）肿瘤组织样本为研究对象，利用10X Genomics平台，通过构建单细胞5’和VDJ测序文库，对流式分选（FASC）的27,000多个CD3+ T细胞进行配对scRNA-和TCR-seq。同样采用Biscuit算法对测序数据进行聚类和鉴定，最终发现TCR多样性与T细胞连续活化状态部分相关，并不是唯一的驱动因素。 综上所述，该研究成果有助于我们更好地了解免疫细胞在肿瘤进展中的潜在分子机制；而基于10X Genomics平台的scRNA-seq和TCR-seq，以及全面、精准的数据分析方法显然是肿瘤免疫微环境相关研究中的利器。 周绍良丨记腊八粥 烈冰生物具备先进的BD Rhapsody以及10x Genomics单细胞技术平台，拥有完善的单细胞测序流程和丰富的单细胞测序经验，涉及各种类型样本单细胞悬液的制备、完善的实验质控流程、个性化的数据分析。烈冰生物为您提供优质的单细胞研究完整解决方案！欢迎垂询！ |
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