【生信文献200篇】72 scRNAseq-TNBC-6-patients

00 文章信息

英文标题：Unravelling subclonal heterogeneity and aggressive disease states in TNBC through single-cell RNA-seq

中文标题：在TNBC中通过单细胞RNA-seq说明亚克隆异质性和侵略性

期刊：《Nat Commun》

影响因子: 14.910 发表时间: 2018 Sep 4

研究领域：单细胞

01 文献概述

每个肿瘤内基因表达的细胞间异质性是可变的，并且在很大程度上与推断基因组拷贝数变化的克隆性相关，这表明基因型驱动着单个亚群的基因表达表型。基因表达特征的聚类可以分出多个肿瘤共同的恶性细胞的不同亚群。

02 文章背景

1.介绍三阴性乳腺癌：是指雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）和人表皮生长因子受体（HER2）均未表达的乳腺癌， 占所有乳腺癌的 20%。其特征是肿瘤间广泛以及肿瘤内异质性，并且可能代表多个临床和生物学上截然不同的肿瘤细胞亚群，尚未明确定义这些亚群。TNBC的肿瘤内多样性不仅是发病机制的驱动因素，而且是治疗耐药性、转移和临床结果不佳的驱动因素。

2.本篇文章做的事：对来自六个未经治疗的原发性TNBC肿瘤的大于1500个细胞进行了单细胞测序。通过对单个肿瘤细胞及其所包含的亚群的详细计算分析，揭示了TNBC基因进化和临床行为背后的表型和生物学。

03 实验结果

1. Acquisition of scRNA-seq profiles from primary TNBC

从六位原发性、非转移性三阴性侵入性导管癌的女性中收集了肿瘤进行scRNA-seq。所有肿瘤都是TNBC的组织特征，由密集的侵入性导管癌细胞组成。

分析了患者中总共1189个细胞

2. Cellular heterogeneity within primary TNBCs

标记基因和聚类的方法共同使用将 1189 个细胞中的 1112 个分为非上皮 (n = 244) 和上皮 (n = 868) 类型。有一部分CD45 未选择的 TNBC 中为 T 淋巴细胞，再者巨噬细胞。每个肿瘤中最突出的上皮细胞群表达luminal cell and luminal progenitor markers，而在一些肿瘤（PT089）中，少数群体明显表达肌上皮细胞标志物，包括 ACTA2 和 TAGLN。

上皮细胞较多，内皮细胞较少。

肿瘤之间循环细胞比例的显著差异，从 PT058 的<5% 到 PT081的 >34%。

循环细胞的预测比例与每个肿瘤内 Ki67 阳性细胞的百分比之间存在高度相关性。（为啥不放最显著的 58 和 81 在主图呢，而放了126 和 58）

3. Subclonal heterogeneity defines malignant TNBC cells

(i) 基因表达聚类

可以看到不同的上皮细胞（通常是肿瘤细胞）根据不同的病人分开（特别是PT039和 PT081），而非上皮细胞（通常是免疫细胞）根据细胞类型分开的。

(ii) CNV

发现非恶性细胞的CNV是几乎没有的，而恶性细胞，或多或少有一些染色体片段的拷贝数扩增或者缺失。

(iii) 转录组的细胞间异质性（肿瘤和正常上皮细胞）

这些肿瘤内的上皮细胞的特征要么是反映亚克隆 CNV 的表达模式，要么是缺乏 CNV 和相应的高细胞间异质性。支持了大多数已鉴定的上皮细胞是恶性细胞的假设。

4. Shared malignant subpopulations reflect diverse phenotypes

去除肿瘤细胞中患者聚类

通过线性回归去除了病人效应，6个病人的肿瘤细胞可以分成五个细胞簇，cluster 2 在所有肿瘤中占相当大比例的细胞，且其中的大多数细胞（55%）包含 CNV，确定该 cluster 由恶性细胞组成。且包含最高比例的高循环细胞（40%）。

cluster 2、3 和 4 为肿瘤细胞，而 cluster 1 和 5 中的少量细胞由于其增殖表型较低，因此不太可能被确定为恶性细胞。

5. A TNBC subpopulation generates a clinically relevant signature

恶性肿瘤细胞亚群 cluster 2 中基因表达和临床预后

尽管来源多样且重叠程度很小，但所有三种侵袭性疾病特征在 cluster 2 中最为丰富（和上面的结果对应）。

• 70-geneprognostic signature (PS),
• 49-gene metastatic burden signature (MBS),
• 354-gene residual tumor signature (RTS)

cluster 2 中的细胞可以驱动肿瘤进展，从而给肿瘤中含有大量此类细胞的患者带来不良结果。

具有高表达 cluster 2 特征的肿瘤与缩短的总生存期之间存在统计学上的显著关联。相比之下，丰富的三种原始侵袭性疾病特征本身都不能预测该患者队列的结果。总的来说，这些发现揭示了尚未通过大量肿瘤分析发现的临床相关细胞状态。

6. Metabolism and immunity programs characterize the poor prognosis subpopulation

cluster 2 的基因富集分析

最富集的通路是 glycosphingolipid biosynthesis and lysosomal turnover，这会影响先天免疫系统的细胞因子通路。

glycosphingolipid biosynthesis 的基因特征可以预测 METABRIC 队列中 TNBC 患者的总生存期，在该 TNBC 队列中，表达逐渐升高与总体生存率越来越差显著相关。这些发现揭示了一个 TNBC 细胞亚群，其独特的生物学特性使 TNBC 患者的临床结果不佳。

04 拓展

数据公开

代码都公布在GitHub：https://github.com/Michorlab/tnbc_scrnaseq

数据都上传到了GEO：GSE118390