泛癌T细胞图谱揭示肿瘤微环境的新细节

时间:2023年5月31日
来源:Nature Medicine

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由德克萨斯大学MD安德森癌症中心的研究人员领导的一项新研究今天发表在《Nature Medicine》杂志上,该研究对T细胞状态的巨大多样性以及它们在复杂的肿瘤微环境中的关系和作用提供了更深入的了解,为理解癌症免疫治疗的疗效带来了新的视角。

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Linghua Wang, M.D., Ph.D.    


由德克萨斯大学MD安德森癌症中心的研究人员领导的一项新研究今天发表在《Nature Medicine》杂志上,该研究提供了对T细胞状态的巨大多样性以及它们在复杂肿瘤微环境中的关系和作用的更深入的了解,为理解癌症免疫治疗的疗效带来了新的视角。

这个新的泛癌症单细胞T细胞图谱整合了27个单细胞RNA测序数据集,包括MD安德森的9个独特数据集,涵盖16种癌症类型。这是迄今为止肿瘤微环境中存在的T细胞异质性的最详细图像,并显示了它们的表型状态以及每种状态的相对比例如何在确定免疫治疗的有效性和潜在不良反应的可能性方面发挥关键作用。

通讯作者Linghua Wang说:“这种大型数据集和全面的泛癌症分析提供了一个机会,让我们看到在研究单一类型的癌症甚至少数癌症类型时看不到的东西。我们希望这些高分辨率的地图,包括彻底表征的T细胞状态,是促进未来T细胞研究和生物标志物发现的宝贵资源。”

这项研究的一个值得注意的发现是先前描述的T细胞应激反应状态,或TSTR。在以前的单细胞研究中,这些T细胞经常被忽视或被认为是与组织分离有关的人工产物。然而,有了大量可用的数据,研究人员能够将这些细胞识别为一个明显独特的群体,与其他CD4+或CD8+ T细胞亚群不同,并使用多种空间分析方法验证它们在原位的存在。

TSTR 细胞可以被认为是“压力过度”的T细胞,就像一个压力大的人可能工作效率较低一样,它们似乎在对抗癌症方面效果较差。而两者都是STR 细胞和耗尽的T细胞可能功能失调,TSTR细胞似乎遵循独特的分化路径,不同于耗尽的T细胞的轨迹。

TSTR 细胞的特点是高热休克基因表达,重要的是,在CD4+和CD8+ T细胞中,热休克基因的表达明显更高免疫检查点阻断治疗,特别是对无反应者。这表明T。STR细胞可能在免疫治疗的抵抗中起作用。这种新的T细胞状态为我们对复杂的癌症生物学的理解增加了一个额外的层面,并为未来的治疗提供了一个潜在的靶点。

“事实上,这些TSTR在许多不同类型的肿瘤中发现了细胞,这为具有高转化潜力的可能性开辟了一个全新的世界,”Wang说。“研究T细胞应激反应的机制原因,了解这些应激T细胞如何在肿瘤微环境中被诱导,并学习如何阻止或逆转这种TSTRState可以促进更有效的治疗策略的发展,将免疫疗法的好处带给更多的癌症患者。”

这项工作还强调了大型综合数据集在肿瘤学中的价值。这个泛癌症T细胞图谱展示了大数据的力量,揭示了肿瘤内T细胞的复杂图景。在这项研究中,研究人员共描述了32种T细胞状态,并进一步确定了CD4+调节亚群中的7个亚群,CD4+滤泡辅助T细胞群中的5个亚群,以及增殖T细胞中的8个状态。

这些发现都强调了肿瘤微环境中T细胞状态的广泛异质性,以及进一步了解这些状态如何促进疾病进展和免疫治疗反应的必要性。

“还有很多问题需要回答,”Wang说。“这项研究的局限性之一是,我们对大多数分析数据集没有相应的T细胞受体数据。我们不确定是什么触发了TSTR状态,我们不知道它们来自哪个T细胞亚群。目前也不清楚这些TSTR细胞是特定于肿瘤细胞的,以及它们如何与肿瘤微环境中的其他细胞交流和影响。”

该研究小组通过单细胞研究门户网站(一个用户友好的交互式门户网站)与更广泛的研究界分享了他们的T细胞图谱。这个由该团队开发的门户网站允许内部和外部用户可视化和查询地图集,而不需要生物信息学技能。

该团队还开发了一种名为TCellMap的工具,该工具使研究人员能够通过与本研究生成的高分辨率T细胞图对齐,从他们的数据集中自动注释T细胞。Wang表示,她希望这些资源将证明对旨在对T细胞进行深入分析的科学家是有价值的,从而导致进一步的发现并最终增强T细胞治疗的策略。

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