单细胞RNA测序揭示了小肠神经内分泌癌患者的肝转移特异性靶点

文章概述

文章标题：《Comparative single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) reveals liver metastasis–specific targets in a patient with small intestinal neuroendocrine cancer》

发表日期和杂志：2022年发表在Molecular Case Studies上

在线阅读链接：https://doi.org/10.1101/mcs.a004978

单细胞实验设计

测试了原发性小肠神经内分泌肿瘤与匹配的肝转移瘤的比较单细胞RNA测序(scRNA-seq)是否可以指导患者转移性疾病的治疗。手术后，患者接受生长抑素类似物的维持治疗。

单细胞转录组数据情况

单细胞数据量较少且分析较为简单，大家可以试试看。

数据链接是：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE140312

#samples
GSM4159164 primary neuroendocrine tumor
GSM4159165 metastatic neuroendocrine tumor

#数据情况
GSM4159164_PriNET_filtered_feature_bc_matrix.tar.gz 6.7 Mb
GSM4159165_livMET_filtered_feature_bc_matrix.tar.gz 10.6 Mb

提供的是tar.gz格式的压缩文件，下载数据之后解压开来后读取即可

#整理样品所在位置
samples=list.files("./GSE140312_RAW/")
samples
dir <- file.path('./GSE140312_RAW/',samples)
names(dir) <- samples
#读取数据创建Seurat对象
counts <- Read10X(data.dir = dir)

sce.all = CreateSeuratObject(counts,
                             min.cells = 5,
                             min.features = 300 )

dim(sce.all)   #查看基因数和细胞总数
as.data.frame(sce.all@assays$RNA$counts[1:10, 1:2])
table(sce.all@meta.data$orig.ident)  #查看每个样本的细胞数
head(sce.all@meta.data)


# 分组信息，通常是隐含在文件名，样品名字里面
phe=str_split( sce.all$orig.ident,'[-_]',simplify = T)
head(phe)
table(phe[,1])

sce.all$group=toupper( substring(colnames(sce.all),1,2))

后面就是标准分析啦,对读取进来的数据进行质控、harmony整合以及单细胞细分亚群定义等。

第一层次降维聚类

综合数据的聚类分析显示，原发和转移肿瘤中都存在七种主要细胞类型：免疫细胞、内皮细胞、成纤维细胞和四种神经内分泌肿瘤细胞亚型

基于基因表达分析，发现分泌、突触前和突触簇对应于神经内分泌分化的不同阶段

其他主要分析概述

转移瘤细胞密度较多，其他细胞比如成纤维细胞，免疫细胞较少，内皮细胞占比较少。

在成纤维细胞簇中，COL1A2的表达似乎相似，但转移性肿瘤成纤维细胞表达的RGS5要多得多， RGS5是一种g蛋白调节剂，仅在周细胞中表达（周细胞类似于血管内皮细胞周围的成纤维细胞）

与原发肿瘤中大量成纤维细胞一致，原发肿瘤显示分化程度最高的突触肿瘤细胞(表达PDGFA)和成纤维细胞(表达PDGFRA)之间可能存在旁分泌诱导相互作用，但转移性肿瘤中没有。相比之下，转移性肿瘤中的周细胞表达了相当高水平的PDGRB（一种已知的周细胞标志物）

组织学分析验证发现与转移瘤相比，原发肿瘤中观察到的富含胶原的间质数量较多，组织学上反映了原发肿瘤中纤维母细胞的数量较多

原发和转移性肿瘤微环境对内皮细胞和血管化的不同影响

检查了三种VEGF同源物的产生：发现与转移性肿瘤相比，原发性肿瘤的神经内分泌肿瘤细胞和免疫细胞中VEGFA的表达水平更高。已知VEGFA由肿瘤相关巨噬细胞(tam)表达，这种差异表达可能表明转移部位的tam流入较少。

VEGFB在原发肿瘤的成纤维细胞中高水平表达，但在其转移性对应物和TGFB1中不表达，而VEGFC在内皮细胞中表达水平相当。而转移性内皮细胞表达更高水平的VEGF受体基因FLT1和显著更高水平的KDR，后者是有丝分裂信号传导的主要VEGF受体。

原发性和转移性胃肠道神经内分泌肿瘤样本中配体和相应受体

分泌蛋白的大多数致原性基因在原发肿瘤中表达水平较高，而在转移性肿瘤中则没有。肿瘤细胞和巨噬细胞产生VEGFA增加，成纤维细胞产生VEGFB增加，肿瘤细胞产生PDGFA增加，成纤维细胞中相应的PDGFRA水平升高。