2024年4月23日,上海交通大学医学院附属瑞金医院神经外科吴哲褒教授团队联合上海交通大学免疫所叶幼琼、沈蕾团队,在《Genome Medicine》杂志(IF:12.3/Q1)在线发表名为“Single-cell transcriptomics reveal distinct immune-infiltrating phenotypes and macrophage-tumor interaction axes among different lineages of pituitary neuroendocrine tumors”的研究。该研究通过scRNA-seq、Bulk RNA-seq和空间转录组测序等技术,结合免疫组化及多重免疫荧光染色验证,绘制了垂体神经内分泌肿瘤(PitNETs)不同谱系的免疫图谱,揭示了垂体瘤亚型存在免疫浸润高、中、低三型,并进一步揭示与验证巨噬细胞与肿瘤细胞的相互作用特征及其功能。
垂体神经内分泌肿瘤是颅内常见的肿瘤类型之一,其各亚型特征由不同的转录因子定义。尽管免疫细胞在PitNETs中的作用已被广泛认可,但对于不同亚型PitNETs的细胞分子特征及其肿瘤免疫微环境特点,之前缺乏系统性的描述。本研究纳入了365例PitNETs的转录组样本、23例单细胞样本和1例空间样本,以及128例免疫组化和45例流式染色用于验证,覆盖了PIT-1、T-PIT、SF-1三种谱系。通过对23例单细胞样本的分析,研究人员首先描绘了PitNETs的单细胞图谱,明确了上皮细胞、基质细胞和免疫细胞在三个谱系中的分布,并分析了它们之间差异表达的基因和相关通路。结合单细胞数据与365例转录组数据,将垂体瘤分为6个亚型G1-G6,目前G1-G3为PIT-1谱系;G4-G5为T-PIT谱系;G6为SF-1谱系;并识别出PitNETs中不同谱系具有高、中、低三型肿瘤免疫微环境,尤其发现G1和G4免疫高浸润;而G6亚型免疫低浸润。
进一步,通过分析免疫细胞中肿瘤相关巨噬细胞(TAM)的亚群,识别出五群TAM,分别为LYVE1+、ISG15+、GPNMB+、C1Q+、CX3CR1+ TAM;其中GPNMB+、C1Q+、CX3CR1+ TAM分别在PIT-1、T-PIT、SF-1谱系的PitNETs中富集。这三类巨噬细胞功能分析发现C1Q+ TAM在TPIT 系支持蛋白质合成的核糖体信号通路,可能有助于维持激素分泌的增加;GPNMB+ TAM在POU1F1系可能提供能量和物质的氧化磷酸化途径。CX3CR1+ TAM在SF1系通过转化生长因子β(TGF-β)的负调控途径,有助于调控肿瘤生长。LYVE1+ TAM则偏向巨噬细胞分化的中间态,受不同谱系微环境的调控;最后,我们通过空间转录组等实验方法验证了CX3CR1+ TAM的配体受体对,在体内与体外验证CX3CR1+TAM通过INHBA-ACVR1B轴调节SF1谱系肿瘤细胞凋亡,有望作为后续治疗的靶点。
过去,没有文献对PitNETs的免疫全景进行描述。该研究首次采用多组学,结合大样本数据,系统阐述PitNETs的免疫全景图,并针对TAMs的分类,深入探究TAMs与肿瘤细胞之间特定的相互作用。确定这些相互作用轴,不仅增加了我们对PitNETs中免疫微环境复杂性的理解,而且揭示了免疫疗法在治疗PitNETs中的潜力,有望成为治疗的新策略。
该论文的共同第一作者是上海交通大学附属瑞金医院神经外科医师林绍坚、瑞金医院转化医学国家重大科技基础设施(上海)副研究员代雨婷、上海交通大学医学院博士生韩长熹、硕士生韩天怡。共同通讯作者是上海交通大学医学院上海市免疫所免疫与微生物学系研究员沈蕾、上海市免疫所肿瘤微环境与肿瘤免疫课题组长叶幼琼、上海交通大学附属瑞金医院神经外科副研究员薛礼和上海交通大学附属瑞金医院神经外科主任医师吴哲褒。
第一作者简介
林绍坚 博士
上海交通大学医学院附属瑞金医院
住院医师、副研究员。上海交通大学医学院附属瑞金医院神经外科-垂体泌乳素瘤诊治中心
主攻垂体瘤基础与临床研究,尤其泌乳素瘤耐药机制及临床转化研究
共发表SCI论文20篇,其中共同第一作者与通讯文章共10篇,如Nature Communications、Genome Medicine、Autophagy、Theranostics、JCEM、Neuroendocrinology等;专利4项,申请中1项;主持国自然面上基金一项,国自然青年基金已结题。获中华医学科技奖二等奖一项
最后通讯作者简介
吴哲褒 主任医师
上海交通大学医学院附属瑞金医院
教授,博士生导师,瑞金医院垂体/泌乳素瘤诊治中心主任,神经外科副主任,中国脑垂体救助计划发起人
目前已获得包括6项国家自然科学基金在内的科研项目20余项,以第一完成人获中华医学奖2等奖一项,省部级科技二等奖一项,以第一申请人获得/申请国家发明专利4项
曾获“王忠诚中国神经外科医师年度奖”、浙江省卫生高层次创新人才和浙江省自然基金杰出青年、上海杰出青年医学人才、上海市优秀学术带头人和上海卫生健康领军人才
以通讯/第一作者在国际期刊发表SCI论文80余篇,总影响因子>400分,包括权威期刊Nature Reviews Endocrinology, Acta Neuropathologica, Nature Communications, Neurology, Autophagy, JCEM, Neuro-oncology, Journal of Neurosurgery等
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