项目文章Nature Cancer | 单细胞转录组学解析嗅神经母细胞瘤亚型及肿瘤异质性

近日，复旦大学附属眼耳鼻喉科医院余洪猛教授、孙希才主任医师团队在Nature Cancer（IF：23.5）在线发表了题为“Single-cell transcriptomic landscape deciphers olfactory neuroblastoma subtypes and intra-tumoral heterogeneity”的研究论文，首次提出了嗅神经母细胞瘤基底型/神经型/间质型“三分型系统”及分类标准。百奥智汇为该研究提供了定制化单细胞数据分析服务。

01 研究背景

嗅神经母细胞瘤（ONB）是一种罕见的起源于嗅觉上皮的恶性肿瘤，仅占鼻窦恶性肿瘤的5-6%。虽然ONB表现为从惰性生长到高度侵袭性发展的多样生物学行为，但其分子机制和细胞起源尚未完全明确。现有研究主要基于bulk RNA-seq数据，忽视了肿瘤内的细胞异质性，已有的单细胞组学研究也尚未对ONB的肿瘤亚型和肿瘤微环境（TME）内的细胞互作机制进行全面探讨。本研究旨在通过单细胞转录组景观解析ONB亚型及其TME的异质性。

02 样本策略

✦ 样本类型：肿瘤、正常嗅粘膜组织

✦ 样本数量：10例

✦ 样本分组：肿瘤vs正常

✦ 百奥智汇提供服务：单细胞数据分析

03 研究路线

04 研究结论

本研究通过对来自10名未接受治疗的患者的ONB肿瘤样本进行单细胞转录组测序（scRNA-seq），并对比分析了来自公共数据库中的1例正常嗅粘膜（OM）的scRNA-seq数据，揭示了ONB的TME高度异质性。研究发现，ONB肿瘤样本的恶性上皮细胞（C1-C7亚群）可以分为五种具有不同细胞功能的基因表达模式。进一步基于基因表达差异，研究者还创建了一个三元分类图，包括神经型、基底型和间充质型，并通过结合ONB的bulk RNA-seq数据集和免疫组化实验进行了验证，该三元分类流程适用于临床预后预测及ONB的潜在治疗方法的发现。另外，分析还进一步揭示了ONB亚型的不同起源。

本研究还探索了ONB的TME中免疫细胞和基质细胞的异质性和动态变化。其中，来自ONB肿瘤基底和神经亚型的肿瘤浸润性T细胞（TILs）表现出增加的细胞毒性得分，而仅来自基底亚型的TILs表现出高耗竭得分，表明基底亚型的ONB患者可能对免疫检查点抑制剂有更好的反应；在肿瘤样本中巨噬细胞的M1和M2评分以及吞噬和血管生成评分均高于正常OM样本的巨噬细胞，且存在免疫抑制性肿瘤相关巨噬细胞Macro-SPP1亚群的显著富集；与对照相比，ONB基质细胞中的细胞外基质重塑过程、免疫调节和血管生成增强。细胞互作分析显示，与基底细胞和神经肿瘤细胞相比，恶性间充质细胞与几乎所有TME成分表现出显著的相互作用，尤其是内皮细胞、成纤维细胞和平滑肌细胞，另外，髓系细胞在细胞通讯中起着核心作用。

05 研究意义

本研究通过对嗅神经母细胞瘤的单细胞转录组分析，揭示了这种罕见肿瘤的复杂细胞组成和肿瘤微环境异质性，还建立了一个基于基因表达模式的分类系统（神经、基底、间充质），确定了肿瘤中未表征的恶性细胞亚型的生物标志物，这有助于对ONB进行更精确的分类，有助于指导临床化疗和靶向治疗个性化方案的选择。此外，研究还为针对免疫细胞特别是巨噬细胞的治疗手段提供了潜在治疗靶点。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s43018-024-00855-5

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