肿瘤微情形 (TME) 在肿瘤爆发、生长、转移和药物敏感性中施展主要作用 。。。；；；；；；谥琢-免疫系统相互作用模式，，，将 TME 分为四种主要类型“Hot”、“Cold”、“IMS”、 “IME” 。。。。据报道，，，在一些肿瘤中，，，如结肠癌和玄色素瘤，，，TME温度越高，，，患者生涯率越高 。。。。然而，，，TME的高度异质性仍然是明确和治疗癌症的一个要害障碍 。。。。原发性中枢神经辖档蛙巴瘤 (PCNSL) 是一种高度侵袭性非霍奇金淋巴瘤，，，见于中枢神经系统 (CNS)，，，包括脑、脊柱、脑脊液 (CSF) 和眼，，，PCNSL患者的生涯率通常较低 。。。。只管已在单细胞水平上研究PCNSL 的细胞组成和基因表达模式，，，但缺失了空间定位信息 。。。。因此，，，连系空间转录组测序来剖析 TME 的空间和时间生长模式以及要害的爆发气制具有主要意义 。。。。
效果1 PCNSL TME图谱剖析
从PCNSL患者的单细胞转录组测序数据中获得14964个细胞，，，共注释出5个细胞类型（T 细胞、巨噬细胞、小胶质细胞、少突胶质细胞和癌细胞） 。。。。因思量到 T细胞在TME 情形中的主要性，，，将其进一步分为7个T细胞亚群：CD4+ naïve、Treg、CD4+ exhausted、effect memory T-cell (TEM)、CD8+ naïve、CD8+ toxic T-cell (TOX)、CD8+ exhausted cell 。。。。同时对每份样本举行评分，，，将样天职为4类，，，划分为：“Hot” TME、“Cold” TME、“IMS” TME、“IME” TME；；；；；；并选择4个代表性肿瘤组织举行空间转录组测序剖析 。。。。
图1 PCNSL TME图谱剖析
效果2 PCNSL TME的空间异质性剖析
连系免疫评分和免疫微情形特征，，，选择4个典范样本举行空间转录组测序 。。。。接纳每个celltype 的top 30 举行对每一个spot举行评分，，，对空转数据举行细胞类型映射注释 。。。？？Ｋ剂康絋ME 中肿瘤细胞的异质性，，，将肿瘤细胞注释成差别的细胞亚群（图2A） 。。。。在Cold TME中，，，只有少数 T 细胞浸润，，，肿瘤细胞在空间水平上形成显着的簇（图2B） 。。。。关于另外两种中心状态，，，IMS TME中只有少量 T 细胞和巨噬细胞群集在肿瘤区域的界线，，，肿瘤细胞似乎具有更显着的空间异质性，，，肿瘤的外部和内部形成差别的簇（图2C） 。。。。IME TME被界说为侵袭性边沿有大宗免疫细胞的状态, 肿瘤异质性和物种空间漫衍更为显着，，，肿瘤细胞由内向外移动形成“onion cascading structure”，，，每层似乎状态差别（图2D） 。。。。效果批注，，，肿瘤细胞形成了特殊的空间漫衍，，，可能有其各自分工 。。。。
图2 PCNSL TME 的空间形态和异质性
效果3 PCNSL 细胞亚群注释
为了进一步探索每个肿瘤簇的特异性功效，，，对每个cell cluster的all DEG举行GO富集剖析，，，默认接纳 top10 GO terms来叙述其功效 。。。；；；；；；诿庖咄返腉SVA评分来判断肿瘤是处于被动防御照旧侵袭状态（图3A和3B） 。。。。效果发明，，，Hot中大部分肿瘤细胞处于被动防御状态，，，而Cold中的肿瘤细胞基本失去了免疫细胞的监视，，，处于负性免疫调理状态 。。。。关于 IMS，，，两种状态共存；；；；；；IME处于免疫抑制状态 。。。。
通过注释每种Cancer cell 功效以进一步剖析了肿瘤的空间异质性 。。。。将Hot中的被动防御肿瘤细胞界说为“defenders”，，，主要漫衍在Cancer cell 1和Cancer cell 2；；；；；；从空间位置来看，，，主要漫衍在上半部分 。。。。Cancer cell 3具有很是强的固醇代谢功效以对抗免疫细胞，，，因此将其界说为“attacker” 。。。。Cancer cell 4和Cancer cell 6疏散在整个空间中，，，认真细胞运动和能量供应，，，因此将其命名为“engineers”和“energy suppliers” （图3C） 。。。。Cold肿瘤中，，，没有处于免疫防御状态的癌细胞，，，体现出很强的负性免疫调理能力；；；；；；值得注重的是，，，有一簇高度增殖的癌细胞（Cancer cell 2），，，将其命名为“aggressors” （图3C） 。。。。IMS 肿瘤中的癌细胞状态与前两种状态具有相似性，，，但也有其自身的差别 。。。。与 T 细胞直接接触的 IMS 肿瘤中的Cancer cell 2显示出正性和负性免疫调理状态，，，并且似乎处于群集 T 细胞的过渡阶段，，，而相对靠近内部的Cancer cell 1和3显示出较强的增殖特征 。。。。由于Cancer cell 4在 IMS 肿瘤中的主要功效是 ncRNA 的代谢重编程，，，它被命名为“organizers”(图3C) 。。。。在 IME 肿瘤中也发明了相同的簇（organizers），，，似乎栖息在空间位置的焦点，，，空间位置叠加在肿瘤的内部区域上 。。。。以Cancer cell 4为中心向外延伸，，，周围的Cancer cell 5与其相似，，，具有较强的 ATP 代谢能力(图3C) 。。。。
图3 PCNSL细胞亚群的功效注释及空间漫衍剖析
效果4 TME 中重塑模式和免疫压力传感模子
对 PCNSL 肿瘤亚群举行功效注释后，，，发明一些癌症簇似乎具有很强的相关性和相似性，，，因此，，，探索了TME 中肿瘤细胞簇的发育轨迹 。。。。效果批注，，，Hot肿瘤作为生长的起点，，，在晚期有两种差别的细胞运气，，，一种是cold tumor，，，另一种为IME tumor，，，将这种肿瘤细胞的进化形式称为“TME remodeling pattern”(图4A) 。。。。Gene Switch 剖析获得了热肿瘤向冷肿瘤生长，，，以及 IME 肿瘤生长的要害开关基因（图4B） 。。。。
通过这种方法，，，将4个微情形中差别的肿瘤细胞亚群联系在一起，，，相识它们的相互关系和发育轴（图4C） 。。。。在履历了免疫细胞的挑战后，，，defenders衍生出attackers，，，attackers在免疫细胞压力较低的情形下天生aggressors扩大肿瘤；；；；；；而organizers则衍生出组织肿瘤细胞构建免疫细胞高压区域的屏障情形，，，如血管漫衍较大的 IME 情形 。。。。将这种对肿瘤细胞选择性运气的免疫压力形式称为“Immune pressure-sensing model” （图4C） 。。。。
图4 TME 重塑模式和免疫压力感知模子
效果5 FKBP5+ 亚群增进了TME remodeling pattern的形成
为探索organizers在血脑屏障中的要害作用，，，举行WGCNA剖析，，，筛选出了2个与organizers具有显著性关联的？？？椋╞lue modules、green modules）；；；；；；随后通过？？？榛虻幕プ魍菲饰，，，最终筛选出 10 个与患者生涯亲近相关的基因（图 5A-C） 。。。？？Ｋ剂康給rganizers的形成历程与肿瘤的希望相关，，，因此基于GEPIA和TCGA数据库对这些基因举行进一步剖析，，，发明FKBP5 与患者的肿瘤希望亲近相关（图 5C） 。。。。
图5 FKBP5+ 亚群增进TME remodeling pattern 形成
效果6 TME remodeling pattern的分子机制
TME中T细胞的状态尤为主要，，，因此通详尽胞通讯剖析了肿瘤细胞亚群与差别T细胞亚群之间的相互作用 。。。。在Hot肿瘤中，，，发明CD8 TOX T细胞与其他细胞的交流最为亲近，，，其中CXCR4-CXCL12 信号轴尤其主要，，，CXCR4-CXCL12信号轴在热 TME 中被普遍激活（图6A和6B） 。。。。在Cold肿瘤中最主要的是 CD99 信号轴，，，CD99信号轴普遍漫衍在整个Cold TME 中（图6B） 。。。。IMS肿瘤各细胞群之间的通讯相对较量麋集，，，ITGAM + ITGB2-ICAM1信号轴具有最主要的意义，，，该信号轴的最终接受者是免疫细胞和肿瘤细胞，，，代表了肿瘤细胞和免疫细胞在这种状态下的强烈转变 。。。。同时，，，ITGAM + ITGB2-ICAM1信号轴的空间漫衍也集中在肿瘤细胞与 T 细胞细密接触的区域，，，进一步反应了该区域强烈的免疫反应(图6B和6C) 。。。。关于 IME肿瘤，，，信号网络的中心是 CD4 exhausted T cells，，，整个 TME 中的细胞间相互作用远弱于其他TME；；；；；；其中ANXA1-FPR1信号轴最主要，，，构建屏障情形和增强细密毗连的信号轴处于次要位置；；；；；；ANXA1-FPR1信号轴作用于CD4- exhausted T cells 和 CD8- exhausted T cells，，，使其处于抗炎状态（图6B 和6C） 。。。。屏障情形和增强细胞间细密毗连的信号轴使免疫细胞难以进入肿瘤 。。。。这些效果批注，，，耗竭T 细胞大大都是群集在侵袭性边沿的 T 细胞，，，进一步批注增进 T 细胞耗竭的种种分子可能起着至关主要的作用，，，这关于肿瘤免疫治疗很是主要 。。。。
图6 TME中肿瘤细胞与各个T细胞亚群之间的细胞互作关系
效果7 肿瘤免疫治疗靶点的空间表达剖析
在现在的肿瘤免疫治疗中，，，免疫检查点分子抑制剂和 CAR-T 治疗已被证实是最有用的 。。。。通过探讨免疫检查点分子及其响应配体的空间表达，，，发明免疫检查点分子及其受体在差别的 TME 中可体现出显着的时间和空间异质性 。。。。PD-L1的表达漫衍在Hot TME中，，，并在该发育阶段竣事时体现出表达增添的趋势（图7A） 。。。。在IMS TME中，，，PD-L1表达集中在肿瘤细胞和免疫细胞的侵袭性边沿，，，与 PD-1 充分连系，，，增进 T 细胞耗竭 。。。。在Cold TME和 IME TME中，，，肿瘤细胞似乎已占主导职位，，，并逐渐降低 。。。。
在 CAR-T 疗法中，，，主要靶点 CD19 也具有奇异的空间表达差别 。。。。在Hot TME中，，， CD19 表达相对较弱，，，但在Cold TME和 IMS TME中，，，CD19表达显著增添 。。。。在 IME TME中，，，高表达 CD19 的肿瘤细胞甚至被包裹在肿瘤内部，，，使得 CAR-T 细胞难以施展靶向作用，，，这很可能是治疗效果大大降低的缘故原由之一（图7B） 。。。。
这些效果批注，，，免疫治疗中分子的表达可能并不是简朴的幅度转变或随时间的动态转变，，，它们的表达很可能陪同着空间位置的奇异转变 。。。。若是我们能够使用这类分子奇异的表达模式，，，将更有利于提高免疫治疗的准确性和效率 。。。。
图7 肿瘤免疫治疗靶点的空间表达剖析
总结
肿瘤亚群空间漫衍不匀称和免疫治疗相关靶分子空间漫衍不匀称可能是治疗效果不佳的缘故原由 。。。。在抑制剂和免疫检查点药物的选择上，，，差别状态的 TMEs 对药物的反应可能完全差别，，，CAR-T治疗的治疗效果也可能由于 TME 的空间差别而差别 。。。。别的，，，响应的药物和治疗要领可以凭证差别 TME的发育阶段举行调解，，，在肿瘤的精准治疗中具有主要意义 。。。。
参考文献
Xia Y, Sun T, Li G, Li M, Wang D, Su X, Ye J, Ji C. Spatial single cell analysis of tumor microenvironment remodeling pattern in primary central nervous system lymphoma. Leukemia. 2023 Jul;37(7):1499-1510. PMID: 37120690; PMCID: PMC10317840.
