高级别浆液性卵巢癌(HGSOC)约占卵巢癌(OC)总死亡人数的80%。由于临床症状不明显，只有20%的HGSOC可以在早期阶段成功治疗。大多数HGSOC晚期患者预后不佳，总体5年生存率仅为31%。目前尚缺乏有效的治疗HGSOC的临床策略。

针对上述问题，烈冰合作用户-浙江大学许君芬老师团队近期在Clinical Cancer Research（IF=13.801）上发表了题为Single-cell RNA sequencing reveals the tissue architecture in human high-grade serous ovarian cancer 的研究成果，该研究通过在scRNA-seq 解析了HGSOC的肿瘤微环境，揭示多种与不良预后相关的基因和CAF的EMT作用，并发现TIGIT可作为HGSOC免疫治疗的潜在靶点。

发表日期：2022年6月

发表期刊：Clinical Cancer Research

影响因子：13.801

烈冰生物全面参与了本研究中的单细胞测序实验和数据分析工作，一起来看看经典单细胞文章的研究思路和过程解析吧~

实验设计

实验分组：7例HGSOC治疗前样本（HGSOC），5例非恶性卵巢样本（NO）分别捕获33264个细胞和26060个细胞

单细胞捕获平台：烈冰生物10X Genomics平台

生信分析平台：NovelBrain®生信分析云平台

单细胞数据分析工具：细胞聚类分析，subCluster分析，拟时序分析，Marker gene 鉴定，Pathway分析，细胞通讯分析等

主要技术手段：单细胞测序，免疫荧光，免疫组化，细胞共培养

结果解析

基于烈冰生物提供的单细胞实验和数据分析平台和多年单细胞经验积累的marker gene数据集，研究者对59324个细胞进行了分群后的细胞类型鉴定：包括T细胞，上皮细胞和成纤维细胞等9大类，发现NO组织中存在更多成纤维细胞，而肿瘤组织中存在更多T细胞和上皮细胞，而肿瘤上皮细胞中与铁死亡有关的基因富集。与临床分期关联发现，随着癌症病程进展T细胞数量逐渐减少，免疫组化也证实CD3+免疫细胞的比例从肿瘤早期到晚期也逐渐降低。

14636个肿瘤上皮细胞被进一步细分为12个类群，其中8192个细胞来自HGSOC，6444个细胞来自NO组织。进一步，研究团队应用CytoTRACE预测了肿瘤上皮细胞分化能力，并采用monocle2算法进行了拟时序分析以及分支表达模式分析（Branch Expression Analysis Modeling）：Cluster1细胞与PI3K-AKT, FocalAdhesion等通路相关并表达某些和EMT相关的基因（IGF2、WNT7A等），这表明肿瘤上皮细胞的演化过程可能有上皮间充质转化（EMT）过程的参与。

而在肿瘤不同时期，EMT和基因表达量也存在一定的相关性，与非恶性细胞相比，HGSOC细胞中存在38个EMT的差异表达基因，进一步结合TCGA，GEO和卵巢癌数据库联合预后分析显示，四种基因（NOTCH1、SNAI2、WNT11和TGFBR1）与不良预后显著相关。免疫荧光发现VIM基因高表达的细胞存在很强的EMT能力。

13201个成纤维细胞进一步细分为14个细胞簇。深入分析发现NO组织中的成纤维细胞存在基质间充质干细胞（MSCs）的特性；恶性成纤维细胞中，mCAF高表达MMP11、THRC1、和COL10A1等基因并与较差的预后相关。免疫荧光也证实了5名晚期HGSOC患者的腹水中存在mCAF。此外，测序数据分析表明mCAF具有某些pro-EMT特性（ZEB1等基因表达上调），研究团队进一步将CAF和卵巢癌细胞共培养，发现肿瘤细胞侵袭能力也有所增加，说明肿瘤相关成纤维细胞可诱导肿瘤细胞进行上皮间质转化。

此外，与MI、MDSC和M2三种经典巨噬特征比较发现，本项目中巨噬细胞细分群中的C7-APOBEC3A亚群（简称C7）高表达M1相关基因（IFI6、CXCL10和IL1RN等）和趋化因子（CCL8、TNFSF10等），表现出了抗肿瘤的能力并与更好的预后相关。同时，实验也发现在肿瘤早期，巨噬细胞具有很强的募集免疫细胞的能力，随肿瘤进展免疫招募能力减弱，但有意思的是，与巨噬细胞生长因子相关的基因在肿瘤晚期高表达，说明晚期的巨噬细胞可能发生了恶性转化，肿瘤早期的巨噬细胞更适合调节免疫反应。

在T细胞的研究中，研究者发现组织驻留记忆CD8+T细胞（CD8+T_RM细胞）和耗竭T细胞（CD8+T_EX细胞）更多的聚集于HGSOC中。进一步肿瘤早期的T_RM细胞生长因子的表达情况分析发现，早期HGSOC肿瘤微环境中CD8+T_RM，CD8+ T_EX细胞和上皮细胞以及巨噬细胞间的相互作用机制：IL-15在肿瘤恶性上皮细胞中表达并诱导CD8+T_RM细胞和CD8+T_EX细胞的形成；HGSOC中的M1巨噬细胞通过CXCL9/CXCL10-CXCR3相互作用招募CD8+T_RM细胞。

最后，基于TIGIT（免疫共抑制受体）可调节抗肿瘤CD8+T细胞的反应，研究者测试了TIGIT阻断剂（anti-TIGIT）在ID8细胞转移鼠中的作用。相比于对照组，使用anti-TIGIT的小鼠肿瘤生长迟缓、肿瘤体积和重量显著降低。TIGIT阻断剂显著抑制了肿瘤中的TIGIT+CD8+T细胞，进而抑制肿瘤的发展。

总的来说，本文章对HGSOC肿瘤细胞、免疫细胞和基质细胞进行了细致的图谱的研究，揭示了HGSOC肿瘤微环境在不同病程阶段的复杂性，揭示了多种与不良预后相关的基因与EMT的作用，并发现TIGIT可作为HGSOC免疫治疗的潜在靶点。

第一作者兼责任通讯作者：许君芬，浙江大学医学院附属妇产科医院妇瘤科副主任医师，博士生导师，浙江省医坛新秀，浙江大学医学院第一届临床拔尖青年人才培育对象，浙江大学医学院研究生教育办副主任；共同第一作者：方益锋，浙江大学医学院附属邵逸夫医院普外科主治医师；共同通讯作者：吕卫国，浙江大学医学院附属妇产科医院党委书记，求是特聘教授，主任医师，博士生导师；沈源明，浙江大学医学院附属妇产科医院妇瘤科副主任，副主任医师，硕士生导师。

原文链接： DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-22-0296