《Cell | 时间追踪GBM中免疫细胞的转录变化》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2023-12-24
  • 2023年12月21日,维茨曼研究所Ido Amit团队在Cell发表题为Time-resolved single-cell transcriptomics defines immune trajectories in glioblastoma的文章。该研究开发了Zman-seq技术,以追踪GBM中免疫细胞的转录轨迹。

    作者开发的Zman-seq使用荧光抗体标记循环免疫细胞,进入组织的细胞则免于标记,从而确定肿瘤浸润的时机。结合单细胞RNA测序,Zman-seq绘制了免疫细胞状态和轨迹。因为它特异性地标记循环细胞,而不是组织驻留细胞,所以具有高时空分辨率。

    Zman-seq在小鼠GBM模型上显示出细胞状态随着肿瘤暴露时间而改变。NK细胞在24小时内从细胞毒性状态过渡到功能失调状态。髓系细胞在36-48小时内从单核细胞进展到免疫抑制性的肿瘤相关巨噬细胞(TAM)。Zman-seq揭示了NK细胞功能障碍的分子进展。早期肿瘤暴露上调了TGF-β响应和抑制基因。后期阶段细胞获得了更多TGF-β驱动的功能障碍。TF活性分析表明TGF-β-SMAD信号在终末功能障碍中起重要作用。

    单核细胞则通过逐渐上调免疫抑制模块如Trem2并下调炎症分化为TAM。TGF-β1和ANXA1对这一分化轨迹做出了贡献。单细胞轨迹与人类GBM髓系细胞状态一致。作者使用抗体抑制TREM2,发现单核细胞分化为不同的促炎性TAM。早期IFN和NF-κB信号让位于持续的AP-1驱动的炎症。代谢变化随之重新定向。总之,Zman-seq通过将时间引入单细胞数据,实证地揭示了GBM中免疫功能失调的动态,为免疫治疗靶点提供了信息,并实现了细胞状态转变的时间模型。


相关报告
  • 《Cell | 解析神经炎症细胞时空变化》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-03-28
    • 2024年3月20日,卡罗琳斯卡学院Goncalo Castelo-Branco、斯德哥尔摩大学Mats Nilsson、卡罗琳斯卡学院Petra Kukanja、斯德哥尔摩大学Christoffer M. Langseth共同通讯在Cell发表题为Cellular architecture of evolving neuroinflammatory lesions and multiple sclerosis pathology的文章,深入研究了多发性硬化的时空细胞动力学。 作者的一个关键发现是EAE中全面的时空细胞图谱,捕捉了炎症病理的初始阶段,并构建了病变进化的时间定义的细胞图谱。这种方法可以识别不同的病理区室,揭示多发性硬化病变的动态性质及其随时间的演变。ISS技术将高灵敏度CartaNA kit与空间转录组学相结合,解析了EAE中的细胞群体和状态,提供了对不同炎症环境反应的细胞景观的详细视图。这包括疾病相关(DA)-胶质细胞的鉴定,发现其独立于病变诱导并在病程中动态变化。 该研究还阐明了炎症细胞环境的时间和跨区域图,表明EAE病变以离心辐射样(centrifugal)方式传播。这一发现表明,多发性硬化症病变的进展在整个中枢神经系统(CNS)中并不均匀,而是遵循离心进展模式。此外,这项研究发现了特定脊髓解剖结构和脊髓束对EAE的脆弱性,表明某些区域更容易发生病变,而解决炎症的效率较低。这些知识可以为未来旨在减少病变形成和慢性的治疗策略提供信息。 这项研究还揭示了成分驱动的跨区域和疾病时间点的病理分区识别,揭示了多发性硬化症病变及其分区的复杂性。脑免疫浸润区(bIC)被确定为早期脑病理的标志,突出了免疫浸润在多发性硬化症发病机制中的重要性。脊髓损伤区室的差异组成和空间分布是该研究的另一个重要方面。该研究表明,晚期EAE的病变受到胶质增生的影响,并提示了正在进行的纤维瘢痕形成。 此外,该研究表明,DA胶质细胞标志着全局的、与病变无关的病理,表明DA胶质细胞状态的诱导和病变的形成可以独立发生。这一发现强调了DA胶质细胞在多发性硬化症病因和进展中的重要性,并表明它们可能在有害和保护机制中发挥双重作用。该研究还探讨了在晚期病变中稳态和DA OLG的重建,表明少突胶质细胞具有重建稳态的显著能力。这一观察结果可能对多发性硬化症的髓鞘再形成和恢复过程有意义。最后,该研究将空间ISS与scRNA-seq相结合,以推断配体-受体的相互作用,揭示了参与DA胶质细胞出现、维持或功能调控的潜在分子途径。这种方法增强了我们对MS中免疫细胞和神经胶质细胞群体之间复杂相互作用的理解。 总的来说,这项研究全面了解了多发性硬化症病变的细胞结构及其演变,为多发性硬化的病理生理学和潜在的治疗靶点提供了有价值的见解。
  • 《Cancer Cell | 开发机器学习算法,首次在单细胞水平追踪癌细胞和T细胞间线粒体传输》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-12-04
    • 2023年10月9日,宾夕法尼亚大学医学院/费城儿童医院李博教授团队等在 Cancer Cell 期刊发表了题为:Systematic investigation of mitochondrial transfer between cancer cells and T cells at single-cell resolution 的研究论文。该研究不仅证实了T细胞与癌细胞间线粒体传输在不同癌症中的广泛存在, 更重要的是,提出了基于贝叶斯层次模型与统计反褶积的机器学习方法——MERCI,实现了在单细胞分辨率下追踪不同细胞间线粒体传输的重要功能。 尽管在本研究中,研究团队只将MERCI用于线粒体转移在T细胞和癌细胞之间的追踪,原则上MERCI可应用于任意两种不同的细胞类型。当单细胞测序数据质量合格时(单细胞测序读长的线粒体覆盖度 > 1000),MERCI的预测准确度具有较强的鲁棒性。因此MERCI有希望作为一个通用方法以解析复杂细胞网络中线粒体的流动问题并帮助推动癌症免疫治疗的发展。 本文内容转载自“ 生物世界”微信公众号。 原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/7QNSWfV0j7ZFOH7pR8L8qQ