Deciphering the tumor immune microenvironment: single - cell and spatial transcriptomic insights into cervical cancer fibroblasts.
研究背景
宫颈癌仍是全球女性健康的重大挑战，肿瘤异质性受表观遗传修饰影响，癌症相关成纤维细胞（CAFs）在宫颈癌进展和治疗耐药中起关键作用。单细胞测序技术为研究肿瘤微环境提供新视角，但在宫颈癌研究中应用有限。本研究旨在通过整合单细胞RNA测序、空间转录组学和去卷积分析，探索宫颈癌发病机制和潜在治疗策略。
方法速览
研究采用单细胞RNA测序鉴定成纤维细胞亚型和差异基因表达；用空间转录组学验证成纤维细胞亚型的空间分布和动态重塑；通过去卷积分析估计不同亚型在批量RNA - seq数据中的比例；利用伪时间轨迹分析揭示成纤维细胞亚型的分化状态和时间进程；进行细胞间通讯分析预测成纤维细胞与其他细胞类型的相互作用；基于成纤维细胞特异性标志物，用Cox回归分析构建预后模型；通过体外实验验证C0 MYH11 + 成纤维细胞的功能。
主要发现
- 六种成纤维细胞亚型鉴定：聚类分析鉴定出六种成纤维细胞亚型，C0 MYH11 + 成纤维细胞在肿瘤 - 成纤维细胞相互作用中起核心作用，通过MDK - SDC1信号轴发挥作用。
- C0 MYH11 + 成纤维细胞功能：体外实验表明，敲低SDC1抑制宫颈癌细胞增殖、迁移和侵袭。共培养实验显示，C0 MYH11 + 成纤维细胞及其培养上清液促进肿瘤细胞增殖、迁移，抑制凋亡。
- 预后模型构建与验证：基于大量RNA - seq数据构建含10个成纤维细胞特异性标志物的预后模型，高风险评分组总体生存率低于低风险评分组，高SDC1表达与低总体生存率相关。
- 成纤维细胞空间分布：多色免疫荧光和流式细胞术分析显示，成纤维细胞激活标志物在肿瘤区富集，MYH11在正常区最高，C0 MYH11 + 成纤维细胞在正常组织中富集，在肿瘤区减少。
- 转录因子调控网络：C0 MYH11 + 成纤维细胞中高度表达的前五位转录因子为CUX1、TEAD1、HOXA10、PBX1和FOSL2，参与调控宫颈癌进展和免疫微环境。
- 免疫微环境分析：高MFRS组中，活化的树突状细胞、M0巨噬细胞、活化和静息的自然杀伤细胞丰度较高，肿瘤纯度较高但无显著差异。
- 差异基因表达和功能富集分析：高MFRS组和低MFRS组的差异基因主要富集于消化、中间丝组织和细胞膜外成分等过程，高MFRS组中胶原分解、伤口愈合、表皮细胞扩散等途径显著富集。
总结展望
本研究首次系统鉴定并表征宫颈癌中的成纤维细胞亚型，构建预后模型，揭示C0 MYH11 + 成纤维细胞与肿瘤细胞的相互作用，为免疫治疗提供新靶点。但研究存在样本量有限、机制研究不足、空间转录组学技术有局限性等问题，需进一步研究和验证。