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11+单细胞+实验验证,单细胞简单高效的发文方式,盘他!

 智汇基因 2024-05-16 发布于广东

导语

结果:

通过单细胞RNA测序鉴定B细胞群集
最近的研究表明,TIL-B细胞是抗肿瘤免疫反应中多方面的参与者。然而,作者对它们在肿瘤免疫调节中的具体贡献仍存在重大的知识空白,这表明迫切需要进一步探索TIL-B细胞在癌症中的复杂参与,并进行更深入的研究,以了解其对治疗干预的潜在影响。为了进一步描述PDAC肿瘤微环境中B细胞谱系的多样性,作者对从两名PDAC患者的胰腺手术标本中获得的FACS纯化的CD45 CD19 B细胞进行了单细胞RNA测序(图1A和B)。经过质量控制后,应用主成分分析鉴定了24,089个B细胞中的差异表达基因,从而确定了三个B细胞主要簇(图1C)。通过差异基因表达分析,确定了每个细胞簇的特异性标记基因(图1D)。BANK1簇1的表达谱与非小细胞肺癌中的滤泡性B细胞相似。14 SSR4 + 簇2还富集了DERL3和HSP90B1,并且具有蛋白质合成的特征,类似于分泌抗体的B细胞。19 CD38 + 簇3表达了高水平的STMN1、TCL1A和MME,部分与生发中心B细胞一致。14 虽然作者也观察到了簇4的存在,但它在t-SNE图中与簇1-3的位置相距较远,并且高表达了T细胞基因,因此没有包含在进一步的分析中。

PDAC中存在CD38 + CD19 + B细胞
为了进一步研究CD38 + CD19 + B细胞的存在及其临床相关性,作者对来自作者的FUSCC队列的147例PDAC和45例癌旁样本的FFPE切片进行了多重免疫染色(图2A)。通过自动图像分析,作者观察到肿瘤和癌旁组织中CD38 + CD19 + B细胞浸润的不同水平(图2B)。与scRNA-seq分析一致,作者发现肿瘤中CD38 + CD19 + B细胞的丰度显著高于癌旁组织(p < 0.001,图2C)。此外,CD38 + CD19 + B细胞的数量增加可能与肿瘤大小增加、淋巴结转移、CA19-9水平升高和血管侵袭存在相关性(图2D)。接下来,作者对PDAC患者的新鲜肿瘤、癌旁组织和外周血进行了流式细胞术(图2E,补充图S2),并确认CD19 + CD38 + B细胞主要存在于肿瘤中,而不是癌旁组织和外周血(图2F)。总之,肿瘤中CD38 + CD19 + B细胞的丰富程度明显高于癌旁组织,并与患者的进展特征相关。这些发现进一步表明CD38 + CD19 + B细胞在胰腺导管腺癌的诊断和治疗中具有潜力作为靶点。

CD38 + CD19 + B细胞的存在预示着胰腺导管腺癌患者的预后不佳
在发现CD38 + CD19 + B细胞浸润与肿瘤进展之间存在正相关后,作者利用了两个独立的队列,包括探索队列(作者的FUSCC队列;n = 147,FFPE切片)来探索这种细胞亚群是否能预测患者的预后,并进行外部验证(TCGA队列;n = 176,RNA-seq) 21 以验证CD38 + CD19 + B细胞在PDAC中的预后价值。值得注意的是,在任何队列中,总B细胞与PDAC患者的总体生存率(OS)无关(图3A和B),这表明PDAC中B细胞的高异质性。有趣的是,在这两个队列中,观察到肿瘤浸润CD38 + CD19 + B细胞丰度较高的患者的OS明显较短(p = 0.019,图3C;p = 0.0024,图3D)。此外,在排除年龄、性别、血管侵犯、神经侵犯、肿瘤大小和淋巴结状态等混杂变量后,Cox回归多变量分析显示CD38 + CD19 + B细胞的浸润作为PDAC的独立预后因子(图3E)。综合而言,这些研究结果表明,CD38 + CD19 + B细胞的浸润能够独立预测胰腺导管腺癌的不良预后。

CD38 + CD19 + B细胞与PDAC中的免疫抑制有关
为了进一步阐明肿瘤微环境中CD38+CD19+ B细胞的潜在机制和功能意义,作者利用TCGA的转录组数据探索了CD38+ B细胞与其他功能性免疫细胞之间的相关性。通过相关性分析,作者观察到CD38+ B细胞的丰度与原始B细胞、记忆B细胞、记忆激活CD4+ T细胞、调节性T细胞(Tregs)和滤泡辅助T细胞的丰度呈正相关,表明这些细胞类型之间可能存在相互作用或功能关系。相反,它与记忆静止CD4+ T细胞、活化NK细胞、单核细胞、2型巨噬细胞和活化肥大细胞的丰度呈负相关(图4A)。重要的是,作者观察到CD38+ B细胞丰度较高的PDAC样本中,活化NK细胞的丰度减少,Treg的丰度增加(图4B和C),表明它们可能具有免疫抑制性表型。

CD38 + CD19 + B细胞在PDAC中的免疫调节特性
接下来,作者使用单细胞RNA测序分析、组织分析和体外实验来探索CD38 + CD19 + B细胞的免疫特征(图5A)。首先评估了与B细胞发育和分化相关的经典标记物。在两个队列中,CD38 + B细胞表现出特定标记物的富集,包括膜金属内切肽酶(MME,也称为CD10)、白细胞介素10(IL-10)、Epstein-Barr病毒诱导的3(EBI3,也称为IL-27B或IL-35B)、转化生长因子β1(TGFB1,TGF-β)、颗粒酶B(GZMB)、CD5和CD21(图5B)。为了确认这些发现,作者在新鲜的PDAC肿瘤组织中进行流式细胞术,探索肿瘤内CD38 + CD19 + B细胞的表型(附图S4)。PDAC中的CD38 + CD19 + B细胞表达CD10、IgD、CD27和CXCR4的水平升高,而CD24的表达降低。然而,CD138和IgM的表达在CD38 + 细胞和它们的CD38 - 对应物之间没有显著差异(图5C)。此外,PDAC中的CD38 + CD19 + B细胞表达IL-10、IL-35、TGF-β、GZMB、TIM-1、CD5和CD21的水平更高(图5D)。综合而言,这些数据揭示了胰腺导管腺癌中具有调节特征的过渡性B细胞样B细胞亚群(图5E)。

操纵CD38 + CD19 + B细胞富集的微环境重新编程胰腺癌中的免疫抑制
鉴于这些有力的证据,作者接下来询问是否在PDAC中操纵CD38 + CD19 + B细胞可以在体内重新编程免疫抑制的TME。为了模拟具有相关B细胞的人类PDAC,作者分选了脾脏的CD38 + CD19 + B细胞和CD38 − CD19 + B细胞,并通过尾静脉将这些细胞注入小鼠体内。此外,使用NK细胞耗竭来评估CD38 + CD19 + B细胞对肿瘤生长的影响是否基于NK细胞,并通过流式细胞术分析确认了成功的耗竭(图6A,补充图S5)。有趣的是,与CD38 − CD19 + B细胞相比,CD38 + CD19 + B细胞的移植显著促进了KPC肿瘤的生长(图6B-D),同时对小鼠体重没有明显影响(图6E)。这些发现表明CD38 + CD19 + 和CD38 − CD19 + B细胞在TME中具有对比的作用。此外,NK细胞耗竭消除了CD38 + /CD38 − CD19 + B细胞移植的抑制肿瘤表型(图6B-D)。

CD38抑制减少PDAC的生长并增强体内的TME敏感性
接下来,作者进行了体内实验,探索胰腺导管腺癌的治疗策略。治疗后,通过每三天测量肿瘤大小来监测肿瘤生长,使用CD38抑制剂或载体进行治疗。为了验证CD38抑制剂对肿瘤的影响,作者还使用抗NK1.1抗体消耗了NK细胞(图7A)。

总结

总之,这项研究表明 PDAC 中 CD38 + CD19 + B 细胞与不良预后相关,并可能作为独立的预后因子,表现出调节性 B 细胞特征,并对 TME 中的免疫抑制起到贡献作用。深入研究这个亚群在高度免疫抑制的胰腺免疫微环境中的作用,以及开发有针对性和合理的治疗策略,将提高 PDAC 免疫治疗的效果。

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