PDX模型本来就可以做到只培养恶性肿瘤细胞

最近刷到了2023年2月的一个数据集是GSE218974的单细胞转录组文献，标题是：《Single-cell profiling of alveolar rhabdomyosarcoma reveals RAS pathway inhibitors as cell-fate hijackers with therapeutic relevance》，该研究主要是想探索：intratumoral heterogeneity of RMS cell lines and primary cultures derived from patient-derived xenografts (PDXs).

涉及到的数据样品是 14 RMS PDX-derived primary cultures and 3 conventional aRMS cell lines ，简单的单细胞转录组数据分析，降维聚类分群，可以看到，如果不对这些样品进行整合，就是每个样品独立成群，这个是恶性肿瘤细胞的特性。当然了，如果强行走一下整合这个算法，也是可以抹平病人异质性的这样的话后续的分群就是功能性亚群：

每个样品独立成群

但是如果是肿瘤病人的单细胞转录组数据集 ，通常就第一层次降维聚类分群需要整合，因为这个时候往往是肿瘤混合物，里面有大量的免疫浸润和各种各样的基质细胞。如果是取了恶性肿瘤细胞，也可以强行走一下整合这个算法，这样的话就是肿瘤分子分型的策略了。

肿瘤分子分型

从上面的结果来看，PDX模型本来就可以做到只培养恶性肿瘤细胞，因为如果是肿瘤病人的原位肿瘤，通常我们拿到了肿瘤相关的单细胞转录组的表达量矩阵后的第一层次降维聚类分群通常是：

• immune (CD45+,PTPRC),
• epithelial/cancer (EpCAM+,EPCAM),
• stromal (CD10+,MME,fibro or CD31+,PECAM1,endo)

参考我前面介绍过 CNS图表复现08—肿瘤单细胞数据第一次分群通用规则，这3大单细胞亚群构成了肿瘤免疫微环境的复杂。绝大部分文章都是抓住免疫细胞亚群进行细分，包括淋巴系（T,B,NK细胞）和髓系（单核，树突，巨噬，粒细胞）的两大类作为第二次细分亚群。但是也有不少文章是抓住stromal 里面的 fibro 和endo进行细分，并且编造生物学故事的。

但是因为PDX模型只培养恶性肿瘤细胞，就需要考虑肿瘤微环境啦。PDX模型（Patient-Derived Xenograft Model）是一种用于癌症研究的实验模型。它是通过将患者的癌组织或肿瘤细胞移植到小鼠或其他动物中，以在体内模拟人类癌症的模型。PDX模型通常包括以下步骤：

1. 样本采集：从癌症患者中获取肿瘤组织样本或肿瘤细胞。这些样本可以是原发肿瘤组织、转移瘤组织或血液中的循环肿瘤细胞。
2. 移植到小鼠中：将采集到的肿瘤组织或肿瘤细胞移植到小鼠或其他免疫缺陷的动物中。通常，这些小鼠的免疫系统被抑制，以减少排斥反应。
3. 肿瘤生长和繁殖：移植到小鼠中的癌症细胞开始在动物体内生长和繁殖。这使研究人员能够观察肿瘤的生长、蔓延和反应治疗的情况。

但是现在科学界又转向了肿瘤类器官热点，它也被称为肿瘤器官模型（Tumor Organoid Models），是一种用于研究癌症的实验模型。它们是以三维结构培养的方式，使用患者的肿瘤组织或肿瘤细胞，模拟出生物体内肿瘤的微环境和生长情况。肿瘤类器官的主要特点包括：

1. 三维结构：与传统的细胞培养模型（例如细胞系）不同，肿瘤类器官是三维结构，更接近真实肿瘤的生长方式。它们包含多种细胞类型，如肿瘤细胞、肿瘤相关的免疫细胞、血管内皮细胞等，以更好地模拟肿瘤的复杂性。
2. 来自患者：肿瘤类器官通常使用患者的肿瘤组织或肿瘤细胞建立，可以更准确地反映不同患者之间的异质性。
3. 生物环境模拟：这些模型可以模拟肿瘤微环境，包括营养供应、氧气浓度、酸碱度、细胞间相互作用等因素。这有助于研究人员更好地理解肿瘤的生长、蔓延和治疗反应。
4. 药物筛选和治疗研究：肿瘤类器官可用于测试不同药物和治疗方法的疗效。这有助于开发个性化的癌症治疗策略，预测患者对特定治疗方法的反应。
5. 机制研究：通过肿瘤类器官，研究人员可以深入研究肿瘤的生物学机制、信号通路活性、基因表达和蛋白质水平的变化等。

它可以克服前面提到的PDX模型（Patient-Derived Xenograft Model）的局限性：

1. 耗时和费用：建立PDX模型需要时间和资源，包括动物繁殖、维护和监测。
2. 动物伦理问题：使用小鼠等动物作为宿主涉及伦理问题，需要合适的伦理审查和监管。
3. 移植选择性：不是所有的肿瘤类型都容易形成PDX模型，有些可能不适合。
4. 漂移和适应性：在小鼠宿主中生长可能导致肿瘤细胞的漂移和适应性变化。

学徒作业

查看前面的提到的：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE218974

阅读该文章：Single-cell profiling of alveolar rhabdomyosarcoma reveals RAS pathway inhibitors as cell-fate hijackers with therapeutic relevance. Sci Adv 2023 Feb 10;9(6):eade9238. PMID: 36753540

然后对该单细胞转录组数据集（GSE218974）走降维聚类分群流程看看，并且比较一下harmony与否的区别。（待会12点给大家直播如何处理这个数据集）