作者，Evil Genius
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今天我们来分享一下cancer cell的Spotlight。
文章在
摘要
癌细胞和巨噬细胞合作驱动顺铂耐药。
空间多组学揭示肌层浸润性膀胱癌 (MIBC) 中可靶向的肿瘤-髓系细胞相互作用。
SPP1/PARP14高表达的巨噬细胞定义了耐药肿瘤的空间生态位。
PARP14抑制剂可以重编程巨噬细胞，并使肿瘤对顺铂敏感。
INTRODUCTION
背景： 肌层浸润性膀胱癌 (MIBC) 是一种致命性疾病，新辅助顺铂化疗后仅约30%患者达到病理完全缓解 (pCR)。残留肿瘤患者预后更差。免疫检查点抑制剂联合化疗可能改善预后，但仅对部分患者有效。
研究空白： 既往研究多基于bulk测序，无法解析肿瘤和微环境中不同细胞类型的作用。单细胞技术提供了新视角，但化疗（尤其是顺铂）如何影响肿瘤细胞和微环境中的免疫细胞（特别是巨噬细胞）仍不清楚。
研究假设： 恶性尿路上皮细胞与免疫细胞（尤其是巨噬细胞）之间的特定相互作用共同促进了MIBC的化疗耐药。
研究方法： 结合单细胞核RNA测序 (snRNA-seq)、空间转录组学和功能性实验，在临床相关背景下进行研究。
结果1、解析顺铂治疗后膀胱活检组织的细胞图谱
研究对象： 对接受新辅助化疗和根治性膀胱切除术的MIBC患者进行snRNA-seq。患者分为两组："肿瘤瘢痕"组（达到pCR）和"残留肿瘤"组（有残留肌层浸润性肿瘤或出现转移）。
数据概览： 经过质量控制，获得59,006个细胞核的转录组数据，涵盖恶性和非恶性细胞类型。
细胞类型鉴定： 通过无监督聚类和已知标记基因，鉴定了13个细胞亚群，包括尿路上皮细胞（恶性和非恶性）、免疫细胞（淋巴系和髓系）以及多种基质细胞。
恶性细胞确认： 通过推断拷贝数变异 (CNAs) 确认了残留肿瘤中的恶性细胞。
结果2、肿瘤固有程序与顺铂耐药及临床结局相关
肿瘤细胞鉴定： 基于细胞角蛋白和TP63表达等标准，从所有样本中鉴定出30,413个推定的尿路上皮细胞。
基因表达程序分解： 使用共识非负矩阵分解 (cNMF) 方法，在尿路上皮细胞中鉴定出7个基因表达程序。
关键发现： 上皮-间质转化 (EMT) 程序在"残留肿瘤"组的恶性细胞中显著富集，而在"肿瘤瘢痕"组中基本不活跃。该程序与MIBC的基底/鳞状分化相关。氧化磷酸化 (Ox-Phos) 程序在两组中均活跃，但细分为瘢痕组和残留肿瘤组的不同亚型。
临床关联： 在一个独立的顺铂治疗队列中，治疗前肿瘤的EMT评分高与显著更差的总生存期 (OS) 相关，而在未治疗队列中无此关联。多变量分析证实EMT程序是独立的预后不良因素。
结果3、SPP1/PARP14巨噬细胞极性定义了顺铂耐药MIBC的微环境
免疫细胞分布： T细胞和肿瘤相关巨噬细胞 (TAMs) 是主要的免疫细胞群，两组间TAMs总体比例无显著差异。
TAM亚型分析： 通过聚类分析鉴定出8个TAM亚群。仅在"残留肿瘤"组中显著富集的亚群高表达SPP1和PARP14。
功能富集： 残留肿瘤中的所有TAMs均富集了与干扰素 (IFN) 信号通路相关的基因集，特别是IFN-α和DNA损伤修复通路。SPP1/PARP14高表达TAMs在残留肿瘤中尤其富集这些通路。
极化状态： "肿瘤瘢痕"组富集的HLA-DPB1高表达TAMs表达M1型（抗肿瘤）相关基因；而"残留肿瘤"组富集的SPP1/PARP14高表达TAMs主要表达M2型（促肿瘤）相关基因。
体外验证： 用顺铂处理人THP-1巨噬细胞，观察到I型IFN信号通路和PARP14显著上调，与体内SPP1/PARP14高表达TAMs的表达谱一致。
结果4、癌细胞-TAM相互作用在MIBC中呈空间组织化
受体-配体互作推断： 使用CellPhoneDB分析发现，只有残留肿瘤中富集EMT程序的恶性尿路上皮细胞被推断会通过其表面的CD44与TAMs表面的SPP1发生相互作用。
空间转录组学验证：
对残留肿瘤样本进行空间转录组分析，描绘了肿瘤和微环境细胞的空间分布。
基于snRNA-seq特征，确认SPP1/PARP14高表达TAMs在特定的空间簇 (IMM_1, IMM_2) 中显著富集。
SpaGCN分析显示，表达KRT8的肿瘤细胞区域与表达SPP1、S100A8、IF16的TAM区域在空间上相邻。
空间互作验证： 空间细胞-细胞通讯分析优先识别出巨噬细胞富集区域的CD44-SPP1配体-受体对。多重免疫荧光和邻位连接技术 (PLA) 在组织切片上直接可视化了CD44阳性肿瘤细胞与SPP1阳性TAMs之间的物理相互作用。
结果5、 通过PARP14抑制实现巨噬细胞重编程
体外实验：
顺铂以剂量依赖性方式上调小鼠RAW264.7巨噬细胞中PARP14的表达，这与THP-1细胞结果一致。
PARP14抑制剂 (RBN012759) 处理可解除PARP14对STAT1的抑制（增加pSTAT1），并抑制IL-4驱动的促肿瘤巨噬细胞标志物（CD206, Arg1）表达。
体内动物实验：
在免疫健全的BBN963小鼠膀胱癌模型中，顺铂单药治疗显著减小肿瘤，而PARP14i单药无影响。顺铂+PARP14i联合治疗组的肿瘤体积显著小于顺铂单药组。
肿瘤组织RNA-seq分析：
顺铂单药上调了多种炎症基因集（TNF-α, I型IFN, IFN-γ）。
与顺铂单药相比，联合治疗显著上调了抗肿瘤趋化因子（如CXCL11）和TLR7的表达。
联合治疗显著下调了M2型（促肿瘤）巨噬细胞基因特征，同时上调了M1型（抗肿瘤）基因特征。
联合治疗显著下调了EMT基因程序。
补体和肌生成通路在联合治疗组中也下调
