SMI新作：基于良性和恶性肿瘤的单细胞空间图谱绘制黑色素瘤进展和预后模型

1. 基于SMI数据识别出黑色素瘤中CDK2等增殖基因特征

将203472个细胞映射到11个无监督Leiden聚类中，在无监督的Leiden簇中，簇8（黑色素转移瘤样本）具有显著的MKI67和CENPF表达，以及CDH1(钙粘蛋白-1)、CDK2(细胞周期蛋白依赖性激酶2)、生长因子信号传导途径组分AKT等。使用Human Cell Atlas (HCA)皮肤单细胞表达数据集作为细胞类型参考，识别到八种不同的肿瘤性黑色素细胞类型。进一步基因共表达分析显示，MKI67、CDK2和CDH1分布在同一表达区域，特别是在活跃分裂的肿瘤区（簇h）。此外，通过相关性分析，发现CENPF和CDK2与MKI67的表达具有显著的正相关性。

2. CDK2在良性与恶性黑色素瘤的肿瘤-基质边界中差异表达

候选基因分析发现，CDK2在良性痣与黑色素瘤中的空间表达模式存在显著差异：在皮内痣中，CDK2表达随真皮深度增加逐渐降低；而在原发性黑色素瘤中，肿瘤-基质深层边界仍维持较高水平的CDK2表达。IHC验证显示，约80%肿瘤厚度≥0.8mm（与不良预后相关）的原发性黑色素瘤及转移灶中，CDK2在肿瘤-基质边界呈局灶性高表达，而相同深度的良性痣中CDK2表达显著降低。总体而言，相较于其他区域，肿瘤-基质边界的 CDK2 表达相对较高是大多数原发性黑色素瘤的一个特征。然而，CDK2 表达本身并不是黑色素细胞恶性化的标志，因为其在某些良性黑色素细胞中也有表达，例如表浅痣黑色素细胞。这个矛盾提示存在其他空间特异性因素调控细胞行为。

3. 空间分析揭示了良性与恶性黑色素瘤的增殖和代谢基因表达分布特征

对同时包含良性痣和恶性黑色素瘤成分的异质性肿瘤进行肿瘤内分析，以排除患者个体差异、日晒暴露等混杂因素的影响。Lee’s L空间关联分析鉴定出4个具有协同表达特征的基因簇，其中空间簇4高表达CDK2及代谢相关基因COX5B、FABP5（脂肪酸结合蛋白5），这些基因在肿瘤增殖活跃区域共定位。CDK2作为MITF的下游转录靶标，与FABP5共同参与调控黑色素瘤细胞的增殖与代谢重编程，为理解黑色素瘤恶性进展的分子机制提供了新线索。

4. MKI67、CDK2和FABP5的差异表达可预测黑色素瘤患者的生存率