致谢技能树文章：单细胞公共数据库挖掘+实验验证的经典类分析文章

今天来分享一篇致谢生信技能树的文章，欢迎大家在写文章时致谢生信技能树呀，致谢参考如下： We thank Dr. Jianming Zeng (University of Macau), and all the members of his bioinformatics team, and biotrainees, for generously sharing their experience and codes.

文章信息

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胰腺导管腺癌（PDAC）以丰富的CAFs、早期神经周围侵犯（PNI）和微血管侵犯（MVI）为特征。然而，CAFs在PDAC早期侵袭中的分化轨迹及其潜在分子机制尚未完全阐明。在本研究中，作者整合并重新分析了来自NGDC数据库的单细胞数据，并证实myCAFs通过分泌血管生成和转移的调节因子，介导EMT并增强PDAC细胞的侵袭能力。此外，作者构建了CAFs的分化轨迹，并揭示了从iCAFs到myCAFs的重编程与不良预后相关。

题目：Cancer-associated fibroblasts drive early pancreatic cancer cell invasion via the SOX4/MMP11 signalling axis 期刊：Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 日期：2024 Jan DOI：10.1016/j.bbadis.2023.166852. 通讯作者：Qiaojun He，浙江大学药学院，浙江省抗肿瘤药物研究重点实验室 & 浙江大学癌症中心

文章分析思路

这是一个概览图，有数据情况，分析内容和最后的机制解释图：

使用的数据

• NGDC数据库的21例胰腺导管腺癌单细胞：https://ngdc.cncb.ac.cn/gsa/browse/CRA001160
• PDAC测序或芯片数据：TCGA的PAAD cohorts, GEO的GSE62452 and GSE71729

• 数据处理：Seurat
• 过滤：<300 genes/cell and <3 cells/gene
• 去批次：harmony
• CNV分析： InferCNV
• 细胞通讯分析：CellChat (version 1.1.3)
• 拟时序分析：CytoTRACE，Slingshot (version 2.6.0) ，Monocle2 (2.18.0)
• 转录因子分析：SCENIC (version 1.2.4)

主要结果

图一：PDAC单细胞图谱

A：来自21例PDAC患者的37,211个细胞的t-SNE图，显示21个细胞簇。每个簇用不同颜色表示；

B：所有21个细胞簇的相关性矩阵热图；

C：细胞注释后的tsne图；

D：小提琴图显示PDAC中鉴定出的细胞类型中代表性已知标记物的表达情况；

E：热图显示每种细胞类型中特定标记物的表达水平。

图二：CAFs在TME中分泌血管生成和转移的调节因子

这部分基本上都是细胞通讯分析的结果

A：堆积柱状图显示不同组别中细胞类型的占比；

B：热图显示细胞间相互作用的差异强度；

C：散点图显示无微血管侵犯（MVI）患者和MVI患者之间发出和接收相互作用的强度；

D：条形图显示根据推断网络中相对信息流的差异，排名显著的信号通路；

E：点图显示不同细胞类型与成纤维细胞之间的配体-受体相互作用。点的大小表示p值，颜色表示配体和受体的平均表达水平；

F：热图显示在无MVI的胰腺导管腺癌（PAAD）患者（左侧）和MVI-PAAD患者（右侧）中，ANGPTL信号通路中细胞间相互作用的差异强度；

G：箱线图显示在TCGA-PAAD中，肿瘤组织和正常组织中ANGPTL4和ANGPTL2的相对表达水平

述所有结果强烈表明，在胰腺导管腺癌（PDAC）的肿瘤微环境（TME）中，癌相关成纤维细胞（CAFs）分泌调控血管生成和转移的因子，并介导免疫抑制。

图三：与血管生成和转移相关的通路在myCAFs中被激活

这个部分讲述了髓系癌相关成纤维细胞（myCAFs）中激活了与血管生成和转移相关的通路，且myCAFs的特征与胰腺导管腺癌（PDAC）患者的不良预后相关。

• A：CAFs亚群分析注释的t-SNE图；
• B：iCAFs（左侧）和myCAFs（右侧）标记基因的火山图；
• C：条形图显示在无神经侵犯（PNI）与PNI、无微血管侵犯（MVI）与MVI以及I期与II期中两种CAFs亚簇的比例；
• D、E：myCAF和iCAF亚簇之间上调的差异表达基因（DEGs）的GO数据库富集分析、GSEA分析显示补体激活、免疫效应过程、先天免疫反应、胶原纤维组织、内胚层形成以及内胚层细胞分化信号通路在iCAFs和myCAFs之间的变化；
• F：CellChat分析：导管上皮细胞、iCAFs和myCAFs之间的细胞间通讯；
• G：散点图显示导管上皮细胞、iCAFs和myCAFs之间发出和接收相互作用的强度；
• H：条形图显示iCAFs和myCAFs之间排名的发出信号通路；
• I：从iCAFs或myCAFs到导管上皮细胞的配体-受体相互作用的点图。点的大小表示p值，颜色表示配体和受体的平均表达水平；
• J：非负矩阵分解（NMF）共识图，k = 2亚组。编号1至2的深红色块表示通过NMF识别的两个亚组；
• K：CP1组和CP2组的主成分分析（PCA）图；
• L：按CP1组和CP2组分层的胰腺导管腺癌（PAAD）患者的KM无进展生存曲线；
• M：箱线图显示TCGA-PAAD中CP1和CP2之间标记基因的相对表达水平。

上述结果表明，与血管生成和转移相关的信号通路在髓系癌相关成纤维细胞（myCAFs）中显著增强，这可能介导了胰腺导管腺癌（PDAC）的早期侵袭和治疗失败。

图四：伪时间分析和单细胞轨迹分析揭示CAFs的不同细胞命运

A：从iCAFs到myCAFs细胞干性分布的CytoTRACE值的t-SNE图；

B：iCAFs和myCAFs之间CytoTRACE值差异的箱线图；

C：Slingshot分析的分化CAFs的轨迹的t-SNE图；

D-F：显示CAFs的分化潜能排序以及通过monocle2量化标记基因表达变化趋势的主成分分析（PCA）图;

G：显示基因表达动态分析揭示的5种变化标记基因的表达模式的热图；

H：显示5种基因表达模式的基因本体（GO）富集分析的雷达图。

上述结果表明，髓系癌相关成纤维细胞（myCAFs）具有更高的能量代谢和细胞外基质（ECM）生成功能，这些功能可能通过重编程和分化过程在肿瘤转移中发挥重要作用。

图五：SOX4在myCAFs中异常激活，并促进myCAF诱导的癌细胞侵袭

A：SCENIC分析显示CAFs亚簇中转录因子活性的热图；

B：t-SNE图显示myCAFs和iCAFs中NUAK1、SOX4、CEBPD和ATF3的活性；

C：在TCGA和GSE62452队列中SOX4的差异表达；

D：在TCGA和GSE62452队列中高SOX4组和低SOX4组的预后分析；

E：测量胰腺癌细胞迁移能力的划痕实验和Transwell实验的工作流程；

F：Transwell实验显示：当PANC1细胞与SOX4敲低的人胰腺星状细胞（hPSCs）共培养时，PANC1细胞的侵袭能力显著降低；

G：划痕实验显示，当PANC1细胞与SOX4敲低的hPSCs的条件培养基（CM）共孵育时，PANC1细胞的迁移能力显著下降；

H：qRT-PCR结果显示，当PANC1细胞与hPSCs的条件培养基共孵育时，上皮-间充质转化（EMT）标志物的表达变化。

上述结果表明，髓系癌相关成纤维细胞（myCAFs）可能通过与SOX4相关的信号轴促进癌细胞的上皮-间充质转化（EMT）。

图六：SOX4增强了myCAFs中MMP11的表达和分泌

A：维恩图显示myCAFs的前50个标记基因与基于斯皮尔曼相关性的SOX4的前50个最相关基因之间的重叠；

B：MMP11和COL10A1与SOX4的表达显著正相关散点图；

C-D：KM曲线显示MMP11而非COL10A1预示着胰腺导管腺癌（PDAC）患者的不良预后；

E-F：当SOX4被敲低时，人胰腺星状细胞（hPSCs）和HEK-293T细胞中MMP11的表达显著下调；

G：当SOX4被敲低时，hPSCs中MMP11的分泌显著下调；

H：ChIP实验表明SOX4与HEK-293T细胞中MMP11启动子区域的相互作用；

I：Western blotting测量hPSCs中MMP11的敲低效率；

J：Transwell实验显示，当PANC1细胞与MMP11敲低的hPSCs共培养时，PANC1细胞的侵袭能力显著降低；

K：划痕实验显示，当PANC1细胞与MMP11敲低的hPSCs的条件培养基（CM）共孵育时，PANC1细胞的迁移能力显著下降。

综上所述，鉴于myCAFs在早期侵袭性PDAC患者中比例增加，证明了myCAFs通过SOX4的异常激活和MMP11的过度分泌介导上皮-间充质转化（EMT），并增强了肿瘤细胞的侵袭能力。

文章中的致谢