这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告：
研究作者与机构
本研究由Qingyang Zhang、Yu-Man Tsui、Vanilla Xin Zhang、Anna Jingyi Lu、Joyce Man-Fong Lee、Eva Lee、Gary Cheuk-Hang Cheung、Po-Man Li、Elaine Tin-Yan Cheung、Nam-Hung Chia、Irene Lai-Oi Lo、Albert Chi-Yan Chan、Tan-To Cheung、Irene Oi-Lin Ng和Daniel Wai-Hung Ho共同完成。研究团队来自香港大学病理学系、香港大学肝脏研究国家重点实验室、伊利沙伯医院病理学系和外科系等多个机构。研究于2024年1月1日发表在期刊《Theranostics》上，卷号为14，期号为2。
学术背景
肝细胞癌（HCC）是全球第五大常见癌症，也是癌症相关死亡的第三大原因。尽管近年来联合治疗（如酪氨酸激酶抑制剂和免疫检查点抑制剂）在治疗晚期HCC方面显示出一定的临床效果，但治疗仍然面临巨大挑战。癌症干细胞（CSCs）在肿瘤的发生、转移、复发和治疗抵抗中具有重要作用。肿瘤微环境（TME）中的细胞间相互作用，特别是CSCs与肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）之间的相互作用，被认为是调节癌症干细胞特性的关键因素。然而，这些相互作用的具体机制尚不清楚。本研究旨在通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，揭示HBV相关HCC中恶性细胞与巨噬细胞之间的相互作用，特别是这些相互作用如何增强癌症干细胞特性和M2巨噬细胞极化。
研究流程
1. 样本收集与单细胞RNA测序
研究团队从9名未经治疗的HBV相关HCC患者中获取了新鲜切除的肿瘤组织，并立即进行单细胞悬浮液的制备。使用10x Genomics的Chromium平台进行单细胞RNA测序（scRNA-seq），最终获得了31,664个高质量细胞的转录组数据。
细胞聚类与功能分析
通过无监督聚类和t-SNE降维算法，研究人员将这些细胞分为44个初始簇，并进一步归类为7个主要细胞类型，包括T细胞、自然杀伤细胞（NK细胞）、B细胞、TAMs、树突状细胞（DCs）和癌细胞。通过基因集变异分析（GSVA）和转录因子调控网络分析，研究人员鉴定了不同癌细胞亚群的功能特征和调控机制。
癌症干细胞亚群的鉴定
研究团队重点关注了具有干细胞特性的癌细胞亚群，特别是那些同时表达CD24、CD47和ICAM1的细胞。这些细胞显示出较高的干细胞特征评分，并与较差的总体生存率相关。
功能验证实验
为了验证这些干细胞相关亚群的功能，研究人员进行了体外和体内实验。通过稳定敲除S100A11基因，研究人员发现该基因在维持癌细胞干细胞特性中起关键作用。体外实验包括球体形成实验、增殖实验和流式细胞术，体内实验则包括小鼠肝癌细胞和人类HCC细胞的异种移植模型。
细胞间相互作用分析
研究人员进一步分析了肿瘤微环境中的细胞间通信，特别是TAMs与癌细胞之间的双向相互作用。通过共培养实验，研究人员发现这种相互作用能够维持癌症干细胞标志物的表达，并驱动TAMs向M2样极化。
数据分析与结果验证
研究团队使用TCGA数据库验证了他们的发现，发现高表达CD24、CD47和ICAM1的HCC肿瘤显示出更强的M2样巨噬细胞特征。此外，通过siRNA筛选实验，研究人员鉴定了几种可能介导M2极化和癌症干细胞特性的配体-受体对。
主要结果
1. 单细胞RNA测序揭示了HCC的细胞异质性
研究人员成功构建了31,664个细胞的转录组图谱，揭示了HCC中多种癌细胞亚群的存在。其中，表达CD24、CD47和ICAM1的癌细胞亚群显示出较高的干细胞特性，并与较差的预后相关。
S100A11在癌症干细胞特性中的关键作用
功能验证实验表明，S100A11基因在维持癌细胞干细胞特性中起重要作用。敲除该基因显著降低了癌细胞的球体形成能力和肿瘤发生能力。
TAMs与癌细胞之间的双向相互作用
研究发现，TAMs与癌细胞之间存在频繁的细胞间通信，特别是M2样TAMs与干细胞相关癌细胞之间的相互作用。这种相互作用能够维持癌症干细胞标志物的表达，并促进TAMs向M2样极化。
M2样TAMs与免疫抑制微环境的关系
研究还发现，M2样TAMs的比例与肿瘤浸润性T细胞的数量呈负相关，表明M2样TAMs可能在抑制抗肿瘤免疫反应中起重要作用。
结论
本研究通过单细胞RNA测序技术，揭示了HBV相关HCC中癌症干细胞亚群与TAMs之间的双向相互作用。研究发现，S100A11基因在维持癌症干细胞特性中起关键作用，而M2样TAMs则在促进肿瘤免疫抑制微环境中发挥重要作用。这些发现为HCC的发病机制提供了新的见解，并可能为开发新的治疗靶点提供理论依据。
研究亮点
1. 单细胞RNA测序技术的应用
本研究首次在HBV相关HCC中大规模应用单细胞RNA测序技术，揭示了肿瘤微环境中的细胞异质性和相互作用。
S100A11基因的发现
研究首次鉴定出S100A11基因在维持癌症干细胞特性中的关键作用，为该基因作为潜在治疗靶点提供了实验依据。
TAMs与癌细胞的双向相互作用
研究揭示了TAMs与癌细胞之间的双向相互作用，特别是M2样TAMs在促进肿瘤免疫抑制微环境中的作用，为理解HCC的免疫逃逸机制提供了新的视角。
其他有价值的内容
研究还通过siRNA筛选实验鉴定了几种可能介导M2极化和癌症干细胞特性的配体-受体对，为后续研究提供了新的方向。此外，研究团队还使用TCGA数据库验证了他们的发现，进一步增强了研究结果的可信度。
这篇报告详细介绍了研究的背景、方法、结果和意义，为读者提供了全面的学术视角。