肾细胞癌(简称肾癌)是泌尿系统中恶性度较高的肿瘤,也是最常见的肿瘤之一,是起源于肾实质泌尿小管上皮系统的恶性肿瘤,又称肾腺癌,占肾恶性肿瘤的80%~90%。肾细胞癌常见病理类型为肾透明细胞癌、乳头状肾细胞癌(Ⅰ型和Ⅱ型)、肾嫌色细胞癌及Bellini集合管癌等,肾透明细胞癌最常见约占90%。肿瘤微环境(TME)在肾细胞癌的发生、病理生理和治疗中起着至关重要的作用。单细胞转录组技术广泛应用于肿瘤方向的研究,有助于更深入了解肿瘤发生、肿瘤进展、肿瘤转移、肿瘤微环境变化、治疗耐药的关键生物学机制等。

接下来小编为大家分享一下目前肾透明细胞癌单细胞文章的研究思路,为各位老师提供一些新的研究思路。

免疫治疗

单细胞测序在肾透明细胞癌中的应用案例一:

英文题目:Tumor and immune reprogramming during immunotherapy in advanced renal cell carcinoma

中文题目:晚期肾细胞癌免疫治疗过程中的肿瘤和免疫重编程

期刊:Cancer Cell

影响因子:26.602

发表时间:2021

实验材料:8例晚期肾细胞癌患者,5例ICB治疗,3例未治疗。

研究内容:免疫检查点封锁(ICB)可在晚期肾细胞癌(RCC)患者中实现持久的疾病控制,但导致耐药性的机制尚不清楚。本文描述了转移性肾细胞癌患者ICB暴露前后的肿瘤细胞和免疫细胞的单细胞转录图谱。在应答者中细胞毒性T细胞亚群高表达共抑制受体和配体分子。巨噬细胞在干扰素丰富的微环境中转向促炎状态并上调免疫抑制标记物。在肿瘤细胞中,发现ICB后在血管生成信号和免疫抑制程序上调方向分化为两个亚群。原发和ICB治疗的晚期肾细胞癌中,癌细胞亚群的表达特征和免疫逃逸与PBRM1突变和生存率相关。研究结果表明,ICB重塑了RCC微环境并改变了癌症和免疫细胞群之间的相互作用,这对理解ICB响应和抵抗至关重要。

图1研究概况

单细胞测序在肾透明细胞癌中的应用案例二:

英文题目:Single cell sequencing links multiregional immune landscapes and tissue-resident T cells in ccRCC to tumor topology and therapy efficacy

中文题目:单细胞测序将CCRCC中多区域免疫图谱和组织驻留T细胞与肿瘤拓扑结构和免疫治疗效果联系起来

期刊:Cancer Cell

影响因子:26.602

发表时间:2021

实验材料:6例接受和未接受ICB治疗的CCRCC患者癌组织、淋巴结、癌旁组织和血液PBMC进行scRNA-seq和scTCR-seq。

研究内容:肾透明细胞癌(CCRCC)具有高度的免疫浸润,但免疫异质性对CCRCC临床的结局的影响尚不完全明确。2例未接受ICB治疗和4例接受ICB治疗的CCRCC患者的多个肿瘤组织、淋巴结、癌旁组织和外周血的167283个细胞进行scRNA-seq和TCR-seq。患者本身和患者之间存在异质性,ICB响应患者中CD8A+组织驻留T细胞富集,抗性患者中肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)富集。TCR轨迹分析表明对ICB响应和未响应的患者之间有不同的T细胞分化轨迹。在多个独立队列研究中,组织驻留T细胞和TAMs的单细胞转录特征与ICB和靶向治疗反应相关。

图2 6例接受和未接受ICB治疗的CCRCC患者多组织区域进行scRNA-seq和TCR-seq

单细胞测序在肾透明细胞癌中的应用案例三:

英文题目:Determinants of anti-PD-1 response and resistance in clear cell renal cell carcinoma

中文题目:肾透明细胞癌抗PD-1反应和耐药的决定因

期刊:Cancer Cell

影响因子:26.602

发表时间:2021

实验材料:15例CCRCC患者,分为响应组和未响应组。

研究内容:ADAPTeR是一项用15例未接受治疗的转移性肾透明细胞癌患者(CCRCC)了解治疗反应的机制的单抗(抗PD-1)的前瞻性II期研究。基因组分析显示肿瘤分子特征和反应之间没有相关性,而CCRCC特异性的人内源性逆转录病毒表达与临床反应间接相关。TCR分析显示治疗前应答者扩增的TCR克隆数量显著增加表明已存在免疫反应。治疗后保持高度相似的TCRs簇可以预测应答,这表明持续的抗原接触和T细胞存在可能识别相同的抗原。在应答者中单抗结合的CD8+ T细胞扩增并表达GZMK/B。本文数据表明单抗驱动了之前扩增的T细胞克隆的维持和替换,但仅维持与反应相关。本文假设维持和增强已有反应是抗PD-1行动模式的关键因素。

图3实验流程概述

发生发展机制

单细胞测序在肾透明细胞癌中的应用案例四:

英文题目:Progressive immune dysfunction with advancing disease stage in renal cell carcinoma

中文题目:肾细胞癌病程进展免疫功能紊乱

期刊:Cancer Cell

影响因子:26.602

发表时间:2021

实验材料:13例患者包括4例早期患者(I和II期)、4例局部晚期(III期)和5例晚期/转移患者(IV期),选取癌旁和癌组织进行scRNA-seq和scTCR-seq。

研究内容:在肾透明细胞癌(CCRCC)中,肿瘤免疫微环境在肿瘤进展和对免疫治疗的反应中起着至关重要的作用,免疫细胞的组成和表型状态尚不完全明确。对早期、局部晚期和晚期/转移CCRCC患者肿瘤和癌旁组织的164722个细胞进行了scRNA-seq和TCR-seq。终末耗竭CD8+ T细胞在转移阶段富集并限制TCR多样性。疾病晚期髓系腔内促炎巨噬细胞减少,抑制性M2样巨噬细胞增加。在晚期中终末耗竭CD8+ T细胞和M2样巨噬细胞共现并表达支持T细胞功能紊乱和M2样细胞极化的配体和受体。免疫功能紊乱与较差的预后相关,并在CCRCC中确定了潜在的靶向免疫抑制通路。

图4透明细胞肾癌和相邻正常组织分期的单细胞转录组和TCR分析

免疫微环境

单细胞测序在肾透明细胞癌中的应用案例五:

英文题目:Single-cell protein activity analysis identifies recurrence-associated renal tumor macrophages

中文题目:单细胞蛋白活性分析鉴定复发相关的肾肿瘤巨噬细胞

期刊:Cell

影响因子:38.637

发表时间:2021

实验材料:11例未经治疗的CCRCC患者癌组织和癌旁组织

研究内容:肾透明细胞癌(CCRCC)是一种异质性疾病术后病程可变。为了建立一个全面的CCRCC肿瘤免疫微环境(TME)图谱,对未经治疗的CCRCC切除的肿瘤和肿瘤邻近组织的造血和非造血亚群进行scRNA-seq。利用VIPER算法进行单细胞蛋白活性定量,并通过与流式细胞术的比较来验证该方法。该分析鉴定了关键的TME亚群以及它们主要的调控因子和候选细胞-细胞相互作用,揭示了基因表达分析无法检测的临床相关人群。本文发现一个特征为TREM2/APOE/C1Q上调的特异巨噬细胞亚群,并通过空间分辨、定量多光谱免疫荧光验证。在一个大型临床验证队列中,这些标志物在术后复发患者的肿瘤中显著富集。因此,该研究确定了TREM2/APOE/C1Q阳性巨噬细胞浸润作为CCRCC复发的潜在预后生物标志物以及一个候选治疗靶点。

图5全文概述

单细胞测序在肾透明细胞癌中的应用案例六:

英文题目:Mapping the immune environment in clear cell renal carcinoma by single-cell genomics

中文题目:单细胞基因组学绘制肾透明细胞癌免疫微环境

期刊:Communications biology

影响因子:4.165

发表时间:2021

实验材料:3例CCRCC患者

研究内容:肾透明细胞癌(CCRCC)尽管肿瘤突变负荷低但由于其免疫治疗应答率高因此是一种免疫上最独特的肿瘤类型。为了研究CCRCC的肿瘤免疫微环境特征,本文使用scRNA-seq和TCR-seq对来自3例CCRCC患者的25688个CD45+淋巴细胞和髓系细胞进行了转录异质性分析。本文还收集了其他四个个体的肾脏和外周血的11367个免疫细胞便于识别和评估CCRCC特异差异。与正常肾脏组织相比,肿瘤浸润免疫细胞中CD8+ T细胞和巨噬细胞数量整体增加。进一步证明了肿瘤浸润CD8+ T细胞的不同转录状态并确定了一个MKI67+增殖亚群是CCRCC进展的潜在病因。利用SCRS基因表达,通过亚群发现对临床结果和病理疾病的优先预测。随着进一步的鉴定和功能验证,发现可能揭示某些免疫细胞亚群对治疗干预的敏感性。

图6 CCRCC患者免疫细胞图谱

单细胞测序在肾透明细胞癌中的应用案例七:

英文题目:Decoding the multicellular ecosystem of vena caval tumor thrombus in clear cell renal cell carcinoma by single-cell RNA sequencing

中文题目:单细胞转录组测序揭示肾癌和癌栓肿瘤微环境差异

期刊:Genome Biology

影响因子:10.806

发表时间:2022

实验材料:8例CCRCC患者19份组织样品(8份原发癌组织、8份肿瘤血栓样品和3份癌旁正常组织)

研究内容:本文对8例肾透明细胞癌(CCRCC)并发肿瘤血栓的19例手术组织进行了单细胞转录组测序。与原发肿瘤相比,肿瘤血栓组织驻留CD8+ T细胞增加具有祖细胞耗竭表现。来自TTs的巨噬细胞、恶性细胞、内皮细胞和肌成纤维细胞对细胞外基质的重塑增强。来自原发肿瘤的巨噬细胞和恶性细胞代表炎症前状态,但与肿瘤血栓相比也增强免疫抑制标志物的表达。差异基因表达和互作分析揭示肿瘤血栓中肿瘤-基质细胞相互作用重塑了细胞外微环境并与预后差相关。

图7肾脏原发肿瘤和肿瘤血栓scRNA-seq

百迈客测序经验

人肾癌样本,细胞活率:94.69%,结团率:6.6%

人肾组织样品,细胞活率:97.86%,结团率:8.68%

Tips:肾脏组织中细胞种类繁多且复杂,部分细胞类型解离过程中容易死亡,肾足细胞等粒径比较大,建议采用单细胞核的方式,获得的细胞类型更加全面。

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