发文单位：中国医学科学院阜外医院实验诊断中心周洲团队

发表期刊：Clinical Translation Med（IF=10.6）

发表时间：2024年2月

01研究结论

以空间单细胞分辨率剖析心脏粘液瘤（CM）的肿瘤微环境，发现CM的免疫微环境包含多种促进免疫抑制和逃避的因素，这凸显了将免疫疗法作为一种治疗选择的潜力

02文章亮点

1.揭示心脏黏液瘤细胞亚簇空间特征、近端细胞-细胞通信和克隆进化

2.为黏液瘤细胞分化提供新的见解，并推进研究者对CM中肿瘤微环境理解

03主要测序手段

10x Visium CytAssist、ScRNA-seq

解决生物学问题/组学应用场景   

基于10x的空间转录组测序和单细胞测序技术，全面描述了CM的肿瘤微环境，鉴于心脏肿瘤的罕见性，本研究提供了宝贵的数据集促进了CM医学疗法的发展

04结果

1.心脏黏液瘤肿瘤细胞的异质性

本研究通过对人心脏黏液瘤肿瘤样本的单细胞转录组测序，揭示了肿瘤细胞内部的显著异质性。通过无监督聚类分析，34,759个细胞被分为12个不同的细胞簇，这些细胞簇被归类为内皮细胞（ECs）、间充质基质细胞（MSCs）和肿瘤浸润性免疫细胞。特别地，心脏黏液瘤肿瘤细胞表现出两种密切相关的表型状态：内皮细胞样肿瘤细胞（ETCs）和间充质干细胞样肿瘤细胞（MTCs）。RNA速率分析进一步表明，ETCs可能直接从MTCs分化而来，为心脏黏液瘤的细胞起源和分化路径提供了新的视角。

图1 CM的空间图谱

2.单细胞分辨率下心脏黏液瘤的肿瘤免疫微环境

心脏黏液瘤的免疫微环境分析揭示了多种促进免疫抑制和逃逸的因素。研究发现，肿瘤浸润性T细胞中存在大量表达抑制性受体基因的耗竭T细胞亚群，如CTLA4、PDCD1和LAG3。此外，还发现了表达CD163和MRC1的M2样巨噬细胞，这些细胞可能对肿瘤进展起到促进作用。这些发现强调了免疫微环境在心脏黏液瘤发展中的重要作用，并为免疫治疗提供了潜在的靶点。

图2 以单细胞分辨率剖析CM中的肿瘤免疫微环境

3.细胞间通讯网络的构建

通过CellChat工具，研究构建了心脏黏液瘤的细胞间通讯网络。结果显示，肿瘤细胞在通讯网络中起着主导作用，发出了最多的信号。特别是，肿瘤细胞主要发出的高活性信号，如MDK、HGF、chemerin和GDF15信号，这些信号在许多恶性肿瘤中也有报道，提示它们在心脏黏液瘤中的潜在作用。

图3 细胞间通讯分析发现了主要由黏液瘤肿瘤细胞发出的过度活跃信号

4.空间转录组学揭示的肿瘤微环境结构

空间转录组学分析进一步揭示了心脏黏液瘤肿瘤细胞的空间分布特征和克隆演化。研究发现，肿瘤细胞在组织切片中形成了特定的环状或索状结构，这些结构在特定的区域内集中分布。此外，通过空间转录组数据，研究还揭示了肿瘤细胞的克隆亚结构，发现肿瘤细胞的亚克隆在肿瘤细胞富集区域的中心周围分布，反映了心脏黏液瘤肿瘤细胞可能通过亚克隆演化进行表型变化。

图4 基于空间分辨转录组学的黏液瘤肿瘤细胞亚簇和克隆进化的空间特征

05总结

本研究首次以空间单细胞分辨率全面描述了CM的TME。本研究分析为黏液瘤肿瘤细胞的分化提供了新的见解，并推进了研究者对CM中TME的理解。鉴于心脏肿瘤的罕见性，本研究提供了宝贵的数据集，促进了CM医学疗法的发展。