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北京大学张泽民团队《Cell》发文揭示肝癌免疫微环境的动态特征

作者:任仙文、张启明    来源自:中国免疫学会    点击数:675   发布时间:2019-11-13
       在世界范围内,肝细胞癌是死亡率排名前三的癌症,其中中国是重灾区。特别地,免疫逃逸是导致癌症发生发展的关键因素之一,而目前研究表明肿瘤存在多种类型的免疫逃逸机制。研究肿瘤微环境中不同免疫细胞的状态及其动态特征,进而揭示其潜在的免疫逃逸机制,对于理解癌症进而控制和治愈癌症具有重要意义。近年来蓬勃发展的单细胞测序技术则为研究不同类型免疫细胞的状态和动态提供了强有力的手段。
       2019年10月31日,北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)、生命科学学院、北京未来基因诊断高精尖创新中心(ICG)张泽民教授、任仙文副研究员联合首都医科大学附属北京世纪坛医院彭吉润教授以及德国著名药企勃林格殷格翰公司刘康博士等多位科学家,在国际期刊Cell上发表了题为“Landscape and Dynamics of Single Immune Cells in Hepatocellular Carcinoma”的研究论文。
       该论文综合了10x Genomics和SMART-seq2两种测序技术分别在细胞和基因捕获效率上的优势,从肝癌患者的肝癌组织、癌旁组织、肝淋巴结、外周血和腹水五个组织器官中完成了CD45+免疫细胞的单细胞转录组测序与分析工作,绘制了高分辨率的肝癌免疫图谱。综合转录组相似性分析、RNA代谢速率分析和线粒体基因组突变分析,研究者发现腹水中的免疫细胞可能具有不同的组织来源,其中髓系细胞主要来源于肿瘤和癌旁组织,而淋巴细胞主要来源于血液。进一步分析发现,肿瘤中的不同免疫细胞类群具有不同的腹水转移倾向性,其中效应性记忆T细胞和正在增殖的T细胞更倾向于转移到腹水中,而功能耗竭性T细胞和调节性T细胞更倾向于留驻于肿瘤中。与T细胞类似,不同的巨噬细胞亚群也具有不同的转录状态和向腹水转移的能力。针对树突状细胞,研究人员发现了一群高表达LAMP3基因的树突状细胞。该群树突状细胞具有被激活和成熟的特征,可以从肿瘤迁移到肝周淋巴结,表达多种免疫配体基因进而可与多种T淋巴细胞类型相互作用。通过构造体外细胞实验体系,研究人员验证了LAMP3+树突状细胞的这些生物学特点,并结合癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas)大数据揭示肿瘤内LAMP3+树突状细胞的丰度可能与功能耗竭性CD8+ T细胞和CD4+调节性T细胞的浸润水平存在正相关的关系。因此,综合使用具有不同优势的单细胞转录组测序技术进行肿瘤微环境的解析或可揭示更多肿瘤免疫逃逸的机制,代表了相关课题的一种新研究范式。


       北京大学BIOPIC和生命科学学院博士生张启明、北京大学前沿交叉学科研究院博士生何尧和北京大学第九临床医学院(北京世纪坛医院)博士生罗楠为该论文的并列第一作者,北京大学BIOPIC和生命科学学院张泽民教授、任仙文副研究员、北京世纪坛医院彭吉润教授和勃林格殷格翰公司主任科学家刘康博士为该论文的共同通讯作者。该课题得到了自然科学基金和北京未来基因诊断高精尖创新中心的资助,以及北大高通量测序平台的协助与支持。

       文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867419311195


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