CosMx™ SMI揭示胰腺癌治疗相关的TME重塑

研究方法

CosMx™ SMI;细胞、动物实验。

患者例数:13例非转移PDAC患者,接受了原发肿瘤的手术切除,有或没有新辅助化疗和放疗(CRT),样本为手术切除肿瘤组织。

研究结果

1、细胞类型降维聚类注释

ØSMI数据进行降维、聚类,并注释出恶性,癌症相关成纤维细胞(CAF),内皮细胞,周细胞,血管平滑肌,内分泌,Schwann/nerve骨髓和淋巴样细胞

Ø亚亚群分细胞CAF析确定了五个亚群:炎性CAFiCAF),肌成纤维myCAF),经典(CLS恶性细胞,基底样(BSL恶性细胞和表现出茎样和神经发育特征的神经样祖细胞(NRP恶性亚型

Ø比较了恶性细胞的数量和恶性亚型在腺体中的比例,发现大多数腺体主要由单一恶性亚型(占腺体的65.9%)组成,而其他腺体则由多种亚型混合组成,恶性细胞在治疗后不太倾向于聚集成腺体结构

2、空间邻域分析

Ø大多数腺体由一种亚型主导,每个腺体中CLSBSL细胞的比例显著反相关。异质腺体更可能与其他异质腺体位于同一FOV中,而均质腺体倾向于与均质腺体共定位高度分散的腺体倾向于与其他高度分散的腺体共同定位

ØCD8 T细胞接近NRP恶性细胞,而CD8 T细胞距离CLS恶性细胞的位置较远与既往发现一致。此外,研究发现myCAFsiCAFs更接近恶性细胞。

3、细胞相互作用预测

Ø研究者开发了一种计算方法——空间约束最优传输交互分析(Spatially Constrained Optimal Transport Interaction AnalysisSCOTIA计算细胞间相互作用。

Ø比较经治疗的残留肿瘤与未治疗的肿瘤时,CAFs与恶性细胞之间的相互作用强度差异最大。

4、空间邻域分

Ø大多数腺体由一种亚型主导,每个腺体中CLSBSL细胞的比例显著反相关。异质腺体更可能与其他异质腺体位于同一FOV中,而均质腺体倾向于与均质腺体共定位高度分散的腺体倾向于与其他高度分散的腺体共同定位

ØCD8 T细胞接近NRP恶性细胞,而CD8 T细胞距离CLS恶性细胞的位置较远与既往发现一致。此外,研究发现myCAFsiCAFs更接近恶性细胞。

5、受配体对预测

ØTreatment-enrichedLR 相互作用与趋化性、细胞因子信号传导、基质/细胞外基质(ECM重塑和免疫调节有关。包括TGFB1CXCL12在内的几种配体以及包括CXCR3CXCR4ACKR3在内的受体与治疗耐药性有关。研究者还发现了IL6家族信号传导和JAK / STAT激活的治疗相关富集,这与许多恶性肿瘤的上皮到间充质转化(EMT),侵袭,转移,免疫调节以及对化疗和放疗的耐药性有关。

Ø单细胞核RNA测序(snRNA-seq)数据受配体对表达与SMI展示出相关性。

6、DSP数据进一步验证

Ø与既往DSP数据一致,iCAFsmyCAF表达更高的IL6家族配体,而高表达IL6家族受体的恶性细胞在NRP中富集。

ØiCAFs可能通过IL6家族配体受体信号通路与NRPMES/BSL恶性细胞相互作用,这种相互作用在细胞毒性治疗中得到增强。

ØJAK/STAT通路的表达与IL6STIL6R之和的表达比呈显著正相关,IL6反式信号传导还导致转录因子GLIS3的更大诱导表达。


研究结论

本研究通过单细胞空间转录组学和相关生信分析揭示了胰腺癌治疗相关重塑的过程。研究结果表明,通过治疗,肿瘤细胞的代谢状态和基因表达模式发生了显著变化,从而改变了肿瘤微环境并影响了患者的预后。这些发现提供了对胰腺癌治疗相关重塑的深入理解,并为优化治疗方案提供了新的思路。


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