单细胞&空间转录组测序相结合解码丨丨胶质瘤母细胞瘤微环境中髓样细胞分泌IL-10驱动诱发T 细胞耗竭

研究背景

胶质母细胞瘤是一种起源于脑部胶质细胞的、颅内常见的恶性肿瘤，胶质母细胞瘤通常发生于成人，其累及大脑的频率高于脊髓。胶质母细胞瘤有时也称为多形性胶质母细胞瘤（GBM）或IV级星形细胞瘤。由于胶质母细胞瘤诱导表型发生变化后，肿瘤细胞与正常细胞相互作用，促进肿瘤细胞生长，浸润脑组织、抑制免疫反应和诱导血管再生。同时肿瘤细胞还能够改变内皮细胞、神经元等正常脑细胞，形成有利于肿瘤生长的微环境，导致肿瘤细胞快速生长，并对治疗产生抗性。

今天分享一篇2022年3月发表在Nature Communications上的一篇名为“T-cell dysfunction in the glioblastoma microenvironment is mediated by myeloid cells releasing interleukin-10”的文章，这篇文章中作者通过单细胞转录组测序与空间转录组测序相结合的方法，发现了髓系细胞分泌的白介素-10（IL-10）驱动胶质母细胞瘤微环境中的T细胞功能障碍，最后导致肿瘤细胞生长，以及抑制免疫反应。

实验设计

髓样细胞分泌IL-10驱动T细胞耗竭

该团队对 8 名诊断为新发胶质母细胞瘤的患者肿瘤组织样本进行了单细胞测序和数据分析，发现“S1”状态与 T 细胞耗竭/功能障碍标志物（HAVCR2、CTLA4 和 PDCD1）的表达增加，为了确定与 T 细胞耗竭相关的转录途径，进行了通路信号传导推断，揭 示了 T 细胞耗竭与 IL-10 以及部分 TGFß 反应之间存在着相关性。

T 细胞中 IL-10 下游信号传导通路反应的扰动模拟验证

该团队通过扰动模拟，用IL-10刺激所产生scRNA-seq数据集富集分析推断常见转录因子结合位点，发现ChiP-seq数据中基因BLIMP-1和IRF1峰之间密切重叠，IRF1和PRDM1/14结合位点的显着富集，提出了“IL10-STAT3-BLIMP-1信号轴可能是肿瘤相关T细胞耗竭的潜在驱动因素”的假设。为了进一步验证猜想，作者对PRDM1进行了计算机扰动模拟验证，发现胶质瘤母细胞瘤微环境中髓样细胞分泌IL-10驱动诱发T 细胞耗竭。

空间转录组测序确定T 细胞的空间分布

为了确定 T 细胞簇的空间位置信息，以及与特定肿瘤状态共定位信息，作者进行了空间分辨转录组RNA测序(stRNAseq)。该团队收集3名原发性GBM IDH1/2 Wt患者组织样本，数据集总共包含2352个测序点，每个点的中位数为8个细胞（范围：每个spot点捕获4~22个细胞）。作者通过NMF回归和Moran统计分析，发现CD8+T细胞簇与GBM亚型相关联，肿瘤区域富集为间充质样肿瘤（MES样），星形胶质细胞样（AC样）转录特征与活化的CD8+效应子、CD8+T耗尽簇共定位。

总之，这篇文章中作者通过单细胞转录组测序、空间转录组测序、扰动模拟等手段，验证了空间上定位于胶质母细胞瘤（GBM）间充质样亚群中的髓样细胞分泌IL-10驱动T细胞耗竭，导致抑制性免疫微环境，促进肿瘤进展。这些研究成果对于临床治疗胶质母细胞瘤疾病提供了新的治疗方案。除此之外，单细胞转录组测序&空间转录组测序技术在该研究中，起到了关键性作用。

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