人类淋巴结和淋巴瘤中非造血细胞的单细胞图

人类淋巴结和淋巴瘤中非造血细胞的单细胞图谱揭示了基质重塑景观图谱

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期刊：NatureCellBiology

影响因子：29

发表单位：日本筑波大学

研究背景

淋巴瘤是由淋巴结（LNs）发展而来的血液系统的恶性肿瘤，尽管治疗的方法不断进步，但是大多数淋巴瘤亚型仍无法治愈。而非造血细胞（NHCs），如间充质基质细胞和内皮细胞，被认为可以促进淋巴瘤的发生，因此有可能作为治疗的靶点。最近，已经有研究采用单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术对NHCs异质性进行研究，但是还未对LNs的非内皮基质细胞(NESCs)和血管内皮细胞（BECs）展开全面的分析。

方法流程

图一实验流程

文章选取了9例肿瘤患者的无肿瘤细胞浸润的LNs(MFLNs)和10例滤泡性淋巴瘤（FL）患者的LNs样本进行单细胞RNA测序和数据整合，构建了NHCs的单细胞图谱，同时对8例其他淋巴瘤分型患者的样本（外周T细胞淋巴瘤和弥漫性B细胞淋巴瘤）进行验证和应用。

研究结果

1）单细胞RNA测序构建NHC的图谱

本文首先选取了9例来自肿瘤患者的MFLNs样本和10例来自FL的结节样本，进行NHCs细胞分选和scRNA-seq，确定了三种主要的NHC组成（血管内皮细胞，淋巴内皮细胞和非内皮基质细胞）和三种污染的造血细胞组成（淋巴细胞，浆细胞和树突细胞）。值得注意的是，文章中观察到MFLNs和FL的NHCs细胞的分布相似。

图二NHC单细胞转录组图谱及细胞类型的分布

2）MFLN中血管内皮细胞（BECs）的单细胞图谱

文章采用scRNA-seq技术对MFLN中的BECs细胞进行聚类分析，确定了动脉、毛细血管和静脉BECs，同时对这3种细胞进行无监督聚类，得到10个不同的细胞亚群，共个细胞。基因本体论分析（GO）显示参与血管发育的因子在ABECs,caBECs,aBECs和tBECs亚群中富集。正如在小鼠中报道的一样，CXCL10-HEVs中上调了与干扰素和细胞因子信号传导相关的基因。免疫荧光（IF）分析提示在滤泡间区(IFRs)能够观察到高表达SELE的aHEVs，这表明IFRs可能在促进免疫细胞流入LNs中发挥关键作用。而CXCL10-HEVs经常出现在IFRs中，而CXCL10-HEVs仅位于aHEVs附近。GO结合和IF结果可知，CXCL10-HEVs亚群可能通过细胞因子信号通路激活邻近HEVs细胞的运输，从而导致人类HEVs的异质性。

图三BECs亚群的单细胞图谱及功能展示

3）MFLN中淋巴内皮（LECs）和非内皮基质细胞（NECs）的单细胞图谱

文章对MFLN中的LECs进行无监督聚类，得到8个亚群共个细胞（见图四）。

对NECs进行无监督聚类，得到12个亚群，共个细胞。在NESCs中advSCs的CD34表达最高，被认为是在LN包膜外膜观察到的小鼠CD34+SCs的人类对应物。SFRP4-SCs和SFRP2-SCs都有相同的SFRP2表达，并被前者中SFRP4表达较高。轨迹分析显示，MRCs与TNF-SCs和C7-SCs连接，表明后两个亚群可能分化为MRCs。

以上，文章完成了人类LNs中NHCs细胞图谱的构建。

图四LECs亚群单细胞图谱展示

图五NECs亚群的单细胞图谱及功能展示

4）FL和MFLN中NHC亚群分布及转录对比

作者接下来，将FL和MFLN中的NHC进行比较，来探索FL中的NHC在亚群上的改变情况。总体而言，与MFLN相比，FL中BECs的比例显著增加，而LECs的比例则下降。值得注意的是，在FL中MRCs也显著增加，而advSCs、SFRP4-SCs、SFRP2-SCs和TNF-SCs则减少。

接下来，文章通过监测肠系膜LNs(mLNs)和外周LNs(pLNs)之间的基因表达差异，对MFLN和FL的NHC亚群进行DEG分析。文章观察到MRCs的差异最大，其次是TRCs、SMC亚群、PCs和FDCs。图六c显示了FL与MFLN的NHC前三个差异基因的表达水平比较。在MRCs中，CXCL13最显著地上调，这表明MRCs，在恶性B细胞的积聚中发挥作用。FL中HEV亚群高表达SELE，提示炎症和HEV的激活。GO分析也显示该亚群富集细胞粘附和迁移相关通路。

图六FL基质中亚群和转录的变化

5）FL基质中各细胞亚群相互作用分析

在BECs中，JAG1在ABECs和caBECs中过表达，而JAG1在B细胞淋巴瘤的BECs中同样存在，并且与侵袭性的淋巴瘤表型相关。在LECs亚群中，TNFSF10介导的促进癌细胞凋亡的相互作用显著上调，这表明LECs可能拮抗淋巴瘤的发展。在NECs亚群中，与TNF信号通路、细胞粘附，趋化因子信号通路相关的亚群都被激活。此外，在TRCs和PCs亚群中，通过PDGFRB介导的相互作用显著增强，该信号被证实促进细胞迁徙和血管生成，这表明在FL扩张中，其他的机制可能驱动恶性B细胞归巢到T细胞区域中。

基于上述的分析结果，文章接下来寻求一种可能在淋巴瘤中被靶向的相互作用。文章将分析的重点放在CD70和CD27的相互作用的功能验证上。文章通过IF染色证实了CD70在髓质和外膜的SCs中过表达。FL中B细胞的单细胞转录组分析显示，与非恶性B细胞相比，恶性B细胞的CD27显著上调。

图七FL中细胞相互作用分析

6）基质衍生标志物在FL中的预后意义

最后，文章分析可NHCs的单细胞分析在临床相关因素的适用性。文章发现LY6H、LOX、PTGIS、TDO2和REM1基因表达增加可能与不良预后相关。

图八FL中基质衍生物预后标记物的鉴定

研究结论

文章从27个人类样本中收集了超过,个NHCs，包括LNs和各种淋巴瘤，构建了一个NHCs单细胞转录组图谱，揭示了30个不同的亚群。该图谱对与淋巴瘤NHCs的比较分析，揭示了FL中NHCs各亚群基因表达的特异性变化以及与恶性细胞的相互作用。本文的研究在很大程度上更新了人类LNs的NHC分类和疾病状态分析，有助于我们对淋巴瘤基质重构的了解，并突出了潜在的临床生物标志物，为淋巴瘤生物学提供了丰富的资源和更深入的见解，以推进淋巴瘤的治疗。

参考文献

YoshiakiAbe?,MamikoSakata-Yanagimotoetal.Asingle-cellatlasofnon-haematopoieticcellsinhumanlymphnodesandlymphomarevealsalandscapeofstromalremodelling[J].Naturecellbiology,,Mar24.

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