文献阅读004:单细胞RNA测序揭示TME分析有助于化疗耐药膀胱癌患者治疗

实验设计

一个病人的治疗过程中不同阶段取样

• #1样本：非MIUBC
• #2 样本：发展为MIUBC
• #3 样本：化疗耐药并且发生肺转移
• #PDX(vehicle-treated)样本：PDX模型对照组
• #PDX(targeted agent-treated)样本：PDX模型靶向药处理后耐药的样本

化疗耐药驱动基因

#1，#2，#3样本HE染色、WES和WTS测序。

HE染色和WTS数据对肿瘤分型，#1为 luminal–papillary subtype、#2和#3为basal/squamous subtype

WES测序表面HRAS基因在3个样本中都有突变，导致HRASQ61R蛋白过表达和RAS通路激活。

对#3样本scRNA-seq验证了HRAS基因在肿瘤细胞中的过表达

HRAS靶向药耐药

对PDX小鼠使用HRAS处理，肿瘤缩小但是9个月后又有进展。

scRNA-seq对别PDX靶向药（红色）和对照组（蓝色），发现处理组相较于对照组 HRAS表达水平下降（转录组水平和蛋白水平）；肿瘤细胞聚为2类，ClusterB更像是耐药细胞，但是对照组的一些细胞也分到了ClusterB中（蓝色），这说明耐药细胞一开始就存在于肿瘤样本中。

处理组肿瘤细胞进入休眠期，过表达IGFBP7, MDK, and B2M基因

肿瘤细胞分为3个cluster，其中cluster3的HRAS表达水平最低，IGFBP7, MDK, and B2M基因表达水平最高，休眠细胞最多。

PDX肿瘤免疫微环境

• 细胞比例变化

全部细胞类型比例变化

成纤维细胞亚群群分析，处理组有更多比例的MyoCAFs细胞（often associated with tumor aggressiveness and a dismal prognosis）

MyoCAFs：myofibroblasts、肌成纤维细胞

CAFs：cancer-associated fibroblasts、肿瘤相关成纤维细胞

处理组的CAFs与对照组的CAFs进行差异基因分析，发现Mdk and Igfbp7基因表达量增加。

同样方法分析巨噬细胞亚群， 处理组有更多比例的M2细胞（抑制免疫细胞）

同样方法分析其他免疫细胞亚群， 处理组有更多比例的cytotoxic T lymphocytes (CTLs)和adaptive NK cells

#3 样本肿瘤免疫微环境

对免疫细胞细分亚群，分析每个细胞亚群中高表达的基因，比如Myo-CAFs specifically expressed higher levels of MDK and IGFBP7 than other matrix fibroblasts

免疫检查点抑制剂治疗

肿瘤细胞与免疫细胞通过免疫检查点受配体互作。

PD-L1抑制剂治疗后病人部分缓解

Reference

https://doi.org/10.1186/s13073-020-00741-6