Akoya空間單細胞蛋白組聯(lián)合單細胞測序描繪神經(jīng)母細胞瘤

神經(jīng)母細胞瘤 (NB) 是一種源自胚胎發(fā)育過程中神經(jīng)嵴的兒科癌癥, 具有廣泛的臨床表現(xiàn)和結(jié)果。這種異質(zhì)性反映在 5 年生存率的巨大差異上，低風險和中風險疾病從 90% 到 95% 到高風險疾病的 40% 到 50% 不等。了解人神經(jīng)母細胞瘤 (NB) 的完整免疫細胞組成對于開發(fā)免疫療法至關重要。
 
瑞典卡羅林斯卡學院、隆德大學、斯科訥大學醫(yī)院和美國哈佛醫(yī)學院的聯(lián)合研究，對 19 個人神經(jīng)母細胞瘤樣本進行單細胞 RNA 測序 (scRNA-seq)，結(jié)合Akoya空間單細胞蛋白組技術(shù)PhenoCycler(原CODEX超多重免疫熒光)、存活分析結(jié)果和正常胎兒腎上腺數(shù)據(jù)進行比較，提供了一個全面的免疫細胞景觀，描述了從正常組織到神經(jīng)母細胞瘤的細胞狀態(tài)變化。
 
 
研究分析結(jié)果揭示了 27 種免疫細胞亞型，包括不同的骨髓、NK、B 和 T 細胞亞群。找到了幾種細胞類型和提供生存率明顯相關。與成人癌癥和之前的 NB 研究相比，發(fā)現(xiàn)在對比正常組織和腫瘤組織時顯示炎性單核細胞狀態(tài)增加，而沒有觀察到 T 細胞的細胞毒性和耗竭評分以及 Treg 活性方面的差異。受體-配體相互作用分析揭示了一個高度復雜的 NB 微環(huán)境交互網(wǎng)絡，其中幾種受體-配體具有未來治療研究的潛在價值。
 
作者收集了17 名 NB 患者（19 個樣本）的腫瘤組織進行了單細胞轉(zhuǎn)錄組學，通過算法 CONOS33 對所有 NB 樣本進行聯(lián)合分析，并創(chuàng)建了一個免疫細胞圖譜，揭示了主要免疫亞型的豐富庫，包括骨髓、B、T 和 NK 細胞譜系，總共由 10 個簇組成。使用關鍵標記基因鑒定了這些免疫細胞簇：骨髓細胞（LYZ、C1QA、S100A9 和 CD1C）、B 細胞（MS4A1、BANK1 和 CD79A）、T 細胞（CD3D）、NK 細胞（CMC1 和 GNLY）。
   
同時，使用免疫組化驗證scRNA-seq 數(shù)據(jù)中檢測到的不同免疫細胞類型，觀察其在的浸潤和分布狀態(tài)， T 細胞和巨噬細胞等免疫細胞浸潤總體占腫瘤細胞總數(shù)的 5% 至 35%。結(jié)合免疫細胞在低、中和高風險組中的比例和生存分析，確定免疫相關基因的高表達與人類 NB 的生存率提高顯著相關。
 
作者進一步研究了骨髓細胞浸潤，將9個不同亞群分別標注為Mono-1/2、CLEC9A+ 髓樣樹突狀細胞 (mDC)、CD1C+ mDC、成熟-LAMP3+ mDC 和 Macro-1、2、3 和 4，并確定其所屬具體亞群類型。結(jié)果顯示Mono-2 和 Macro-4 與生存率提高顯著相關，而 Macro-1 與生存率降低顯著相關。  
 
根據(jù)測序結(jié)果揭示10個不同的 T 細胞亞群，包括兩個 CD4+ 細胞簇（Tregs [調(diào)節(jié)性 T 細胞] 和 Th17），4個細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL) CD8+ 細胞簇 (CTL-1/4)，一個含有 CD4 細胞的幼稚 T 細胞簇表達和具有 CD8A/B 表達的細胞、增殖的 T 細胞簇和 NKT 細胞簇。通過Akoya空間單細胞蛋白組技術(shù)（PhenoCycler）超多重免疫熒光數(shù)據(jù)，顯示了不同 T 細胞亞型的浸潤情況。
   
為了研究位于 NB 微環(huán)境中的細胞之間的潛在相互作用和分子串擾，研究者進行了受體-配體相互作用分析，檢測到基質(zhì)和免疫細胞之間存在大量潛在的相互作用，包括 CTL1、間充質(zhì)和內(nèi)皮細胞群。其中semaphorin 6D (SEMA6D)/髓系細胞上表達的觸發(fā)受體 2 (TREM2)、半乳凝素 9 (LGALS9)/甲型肝炎病毒細胞受體 2 (HAVCR2) 和分化24（CD24）/唾液酸結(jié)合Ig樣凝集素10（SIGLEC10），都和NB生存率顯著相關。
  在這里，研究者創(chuàng)建了 NB 微環(huán)境中存在的免疫細胞的全面細胞和分子圖譜，并為未來研究新療法的開發(fā)提供了資源。作者結(jié)合了單細胞轉(zhuǎn)錄組學、Akoya空間單細胞蛋白組（PhenoCycler）超多重熒光免疫和計算機分析。細胞圖譜顯示了 27 種不同的免疫細胞亞型，它們在免疫群體內(nèi)以及與 NB 中的腫瘤和基質(zhì)細胞群體之間創(chuàng)建了一個高度獨特的細胞和分子相互作用網(wǎng)絡。
 
研究表明，NB 微環(huán)境中的免疫學景觀出現(xiàn)并且很可能與充分表征的成人癌癥腫瘤微環(huán)境不同。由于已知 NB 是在胚胎發(fā)育的早期開始的，腫瘤發(fā)育可能與免疫細胞發(fā)育同時發(fā)生，因此其他機制在 NB 微環(huán)境中發(fā)揮作用。詳細描繪NB微環(huán)境，將為更好地理解免疫系統(tǒng)在 NB 中的作用鋪平道路。未來的研究可進一步結(jié)合每種免疫細胞亞型的功能特性以及的不同細胞類型之間細胞-細胞相互作用。結(jié)合起來，這些生物學見解將有助于定制新的和改進的治療方法，指導免疫系統(tǒng)對抗 NB。
 
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● 相比IMC，可實現(xiàn)全片掃描，無需預先限定感興趣區(qū)域（ROI）。
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相關文獻
1.The immune cell atlas of human neuroblastoma.Volume 3, Issue 6, 100657, Jun 21, 2022. DOI:https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2022.100657
 
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