Nature | IMC 揭秘原发和转移性脑肿瘤的单细胞空间免疫格局

抗肿瘤免疫依赖于肿瘤微环境中细胞间的关系，但许多单细胞研究缺乏空间背景。

同一时期内，加拿大麦吉尔大学古德曼癌症研究所的Logan Walsh团队背对背在《Nature》上发表了名为“Single-cell spatial immune landscapes of primary and metastatic brain tumours” 的研究。

该研究同样是使用成像质谱流式技术（IMC）描述了139个高级别胶质瘤（Glioma）和46个脑转移瘤（BrM）患者的肿瘤微环境，通过对389张高维组织病理学图像中超过110万个细胞的单细胞分析，揭示了原发性肿瘤和不同实体癌脑转移之间的免疫景观差异，同时在胶质母细胞瘤患者中发现了与一种长期生存相关的髓过氧化物酶（MPO）阳性巨噬细胞群。该发现为原发性和转移性脑肿瘤的生物学提供了见解，加强了将空间分辨率整合到单细胞数据集以剖析癌症的微环境的价值。

茵菲生物可提供一站式稳定、可靠的成像质谱流式（IMC）服务平台。

01-研究思路

37个蛋白marker panel：涵盖免疫分型、组织结构、增殖、信号通路分子等标志物（茵菲生物可提供 IMC 40个蛋白 marker 组合panel ）。

图1 研究思路思维导图

02-大脑肿瘤微环境（TME）的细胞组成

研究人员使用IMC来表征胶质母细胞瘤和脑转移的TME样本，首先鉴定出了主要的CD68+巨噬细胞和GFAP+星形胶质细胞群，并发现IDH型患者的单核来源巨噬细胞（MDM）招募频率和在微环境中的密度高于突变型患者，并拥有更严重的疾病程度和更差的预后。

图2  大脑TME的细胞组成

03-单细胞交互网络

通过细胞-细胞共定位，确定细胞对之间的相互作用或回避行为，从而确认脑肿瘤的位置结构。结果表明，与胶质母细胞瘤相比，BrM中的癌细胞更倾向于回避与TME内的非癌症谱系细胞的相互作用，表明BrM中癌细胞相对于胶质母细胞瘤的分散性质更紧凑。

图3  高维组织病理学图像中的单细胞相互作用网络代表了脑肿瘤患者的临床亚群

04-空间邻域

使用胶质母细胞瘤数据集作为模型，胶质母细胞瘤以CN3和CN4（星形胶质细胞富集）为主，而BrM核心富集CN8（肿瘤区室），反映了胶质瘤与转移性肿瘤相比的浸润性质。

比较短生存期（STS）和长生存期（LTS）的胶质母细胞瘤队列，发现LTS肿瘤富集巨噬细胞CN7的代表性明显高于STS肿瘤，证实了CN7与生存率提高之间的关联。与STS肿瘤相比，LTS肿瘤的细胞簇CL1-3显著富集，其中大多数是CD163−P2Y12−，是M1样MDM。

图4  空间细胞邻域与胶质母细胞瘤的存活率有关

最后，通过mIHC验证了MPO+CD163−P2Y12−CD68+巨噬细胞增加与生存期延长相关，这表明广泛靶向胶质母细胞瘤中巨噬细胞治疗可能耗竭抑癌巨噬细胞亚群。

图5  MPO+巨噬细胞与生存率相关

05-总结

总之，加拿大麦吉尔大学古德曼癌症研究所的Logan Walsh团队背对背在nature期刊发两篇高分文章都是利用IMC技术，对实体肿瘤的代表性肿瘤（脑癌和肺癌）的免疫景观进行了深度剖析，为未来的基础研究和临床治疗提供了极有价值的参考信息和宝贵资源。

【参考文献】Karimi E, Yu MW, Maritan SM, et al. Single-cell spatial immune landscapes of primary and metastatic brain tumours. Nature. 2023 Feb;614(7948):555-563. doi: 10.1038/s41586-022-05680-3. Epub 2023 Feb 1. PMID: 36725935; PMCID: PMC9931580.

【原文链接】https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36725935/