文章题目：利用高分辨率空间分析方法对结直肠癌肿瘤微环境中免疫细胞群体的特征研究

发表时间：2024年第6期

期刊名称：BioRxiv

实验平台：10x单细胞测序、10xVisiumHD空间转录组技术、10xVisiumCytAssist空间转录组技术、10xXenium空间原位检测技术

01 研究概述

本研究运用10xVisiumHD平台对人结直肠癌（CRC）及其正常邻近黏膜组织（NAT）的FFPE样本进行了深入分析，同时通过Xenium和VisiumCytAssist（V2）技术对VisiumHD结果进行验证。结果表明，VisiumHD技术的高分辨率不仅能实现良好的聚类效果与结肠组织形态的高度匹配，还明显优于先前的VisiumV2版本。研究首先通过单细胞结合空间转录组分析，生成了一个详尽的单细胞空间图谱，特征化了肿瘤微环境（TME）中的免疫细胞类型，尤其集中在肿瘤边缘区域。在此区域，研究找到两种促进肿瘤的巨噬细胞亚群，这些亚群在基因表达谱和空间分布上均显示出显著差异。此外，研究者还采用Xenium原位基因表达分析，探讨了克隆扩增的T细胞群体的微环境，发现了第三种巨噬细胞亚群，其基因表达特征与抗肿瘤反应相关。总体而言，本研究为CRC的肿瘤微环境细胞组成提供了全面的图谱，并识别了在表型和空间分布上不同的免疫细胞群体。

02 VisiumHD结果展示

首先，研究者在相同的测序深度下利用10xVisiumHD与VisiumCytAssist空间转录组技术对NAT（n=2）和CRC（n=1）样本进行了对比分析。结果显示，相较于之前的V2版本，VisiumHD技术经过无监督聚类后能够识别出更多的聚类群体（clusters），这些聚类结果与原始组织形态学良好匹配。此外，研究者量化了若干典型标记物的丰度，进一步验证了VisiumHD在空间定位上的准确性。

在确认VisiumHD数据空间定位的准确性后，研究者接着通过结合单细胞及VisiumHD数据，利用解卷积方法探索细胞类型的空间分布。结果发现，结直肠癌肿瘤区域内，癌相关成纤维细胞（CAF）和巨噬细胞的数量显著增加。

基于这些发现，研究者进一步对肿瘤区域内那些显著表达巨噬细胞标记物的区域进行无监督聚类分析，识别出在基因表达谱及空间分布上表现出显著异质性的M2样亚群，分别标记为SPP1+和SELENOP+巨噬细胞。对这两类巨噬细胞进行通路富集分析显示，均与促进肿瘤活性相关，暗示它们可能在肿瘤发展中起到促进作用。

03 小结

本研究采用的VisiumHD技术比先前版本有了显著提升，具备更高的灵敏度和分辨率，并在空间定位上展现出更高的准确性，为研究提供了更细致、更全面的洞察。在本次肿瘤微环境的研究中，不仅建立了详尽的单细胞空间图谱，还识别了SPP1+和SELENOP+巨噬细胞在促进肿瘤发展中的作用，为未来CRC的研究开启了新的视角与理解。

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