単一細胞アトラスは、再発性膠芽腫における免疫抑制環境とTreg細胞の風景を明らかにする

2024-06-14 Fri
神経内科学リウマチおよび免疫学医学細胞生物学生化学腫瘍学生命科学脳神経外科学免疫学
単一細胞マップは、再発膠芽腫における免疫抑制微小環境とTreg細胞の分布を明らかにする膠芽腫は最も侵襲性の高い脳腫瘍であり、非常に高い再発率と予後の悪さが特徴です。多くの研究がこの病気の腫瘍微小環境を探討していますが、再発膠芽腫の免疫微小環境についてはまだ非常に限られた知識しかありません。この研究では、研究チームは単細胞RNAシーケンシング技術を使用して再発膠芽腫の免疫微小環境を明らかにし、脳脊髄液の潜在的なバイオマーカーを分析し、異なる腫瘍位置の免疫特性を比較しました。
研究の背景膠芽腫は非常に悪性で再発しやすい脳癌であり、その特徴には血液脳関門（BBB）の特異性や高い異質性などがあります。再発膠芽腫患者の治療選択肢は限定されており、内在的な分子変化により従来の治療に対する抵抗力が生じます。これらの腫瘍の分子や細胞の構成を理解することは、治療選択肢を広げるのに役立ちます。また、免疫療法はBBBに対する腫瘍細胞を克服する理想的な治療法として注目されています。しかし、腫瘍微小環境の初期の免疫細胞の一部は、腫瘍細胞が免疫監視に対抗するのを支持する方向に変わります。これらの成分を詳細に理解することは、再発膠芽腫の複雑性を明らかにするのに役立ちます。
再発膠芽腫の免疫抑制微小環境は、腫瘍の再発と予後に重要な影響を与えます。調節性T細胞（Treg）は腫瘍免疫療法において重要な役割を果たします。Treg細胞は、有効なT細胞の活性を抑制し、腫瘍細胞の免疫逃避を促進します。したがって、調節T細胞の役割は膠芽腫免疫療法の新しい方向性となります。
研究の出所この研究は、揚州大学附属病院北部江蘇人民病院神経外科の研究チームによって行われ、揚州大学、南京医科大学附属腫瘍病院および江蘇省癌症研究所の研究者が参加しました。この論文は2024年の《Cancer Gene Therapy》ジャーナルに掲載され、北院江蘇省人民病院倫理委員会の承認を得ました。
研究のプロセス研究者は2名の患者を募集し、それぞれの腫瘍と脳脊髄液のサンプルを採取しました。単細胞RNAシーケンシング技術を使用して、研究チームは再発膠芽腫およびその脳脊髄液の免疫景観を明らかにしました。
データ収集と処理研究者は、2名の患者から4つのサンプルを収集しました：1名の再発膠芽腫患者の悪性腫瘍サンプルと脳脊髄液サンプル、および1名の良性脳腫瘍患者の非悪性腫瘍サンプルと脳脊髄液サンプル。サンプルは低温下で輸送され、単細胞解離キットを使用して細胞懸濁液を調製し、ライブラリーを構築しました。
単細胞シーケンシングと分析10x Genomicsのプラットフォームを使用して単細胞シーケンシングを行い、解析結果は合計44,743個の細胞を示しました。参照マーカーセットに基づいて、研究者は腫瘍微小環境に関連する13のクラスターを識別しました。差異遺伝子発現解析、富集解析、擬似時間トラジェクトリー解析、CNV解析を用いて、サンプル中の細胞タイプとマーカー遺伝子を総合的に分析しました。
研究結果免疫景観分析：分析の結果、悪性腫瘍サンプルにT細胞が豊富に含まれており、悪性脳脊髄液サンプルに主にTreg細胞が分布していることが判明しました。これにより、再発膠芽腫は抑制性微小環境を持っていることが示唆されました。さらに、マクロファージおよび好中球は悪性脳脊髄液中で顕著に富集していました。
S100A9のバイオマーカーとしての可能性：研究は、悪性脳脊髄液中でS100A9が高発現していることを発見し、これが診断および再発予測の有効なバイオマーカーとなる可能性を示しました。
細胞タイプと特徴の識別：分析により、腫瘍サンプル中のアストロサイトが高いCNVレベルを持ち、中心および周辺の腫瘍位置で類似したサブクラスター発展傾向があることが判明しました。
差異発現遺伝子（DEGs）解析：異なるサンプル間でのDEGsの発現パターンには顕著な違いがありました。特にS100A9の発現が非悪性サンプルに比べて著しく高いことが示され、腫瘍進展における重要な役割を示唆しました。
免疫微小環境の異質性：研究チームはまた、複数焦点の腫瘍サンプルの免疫構成には顕著な違いがないものの、腫瘍サンプルと脳脊髄液間には異質性があることを発見しました。これにより、液体生検が膠芽腫における潜在力を再確認しました。
単細胞代謝経路分析：マクロファージおよびT細胞の代謝分析を行い、悪性脳脊髄液中のT細胞の代謝活動が腫瘍サンプルよりも顕著に高いことが示されました。これにより、これらの細胞が悪性環境下でより活性化され、侵襲性を持つ可能性が示されました。
結論と意義この研究は、化学療法および放射線療法後の再発膠芽腫の免疫微小環境を明らかにし、初めて単一細胞レベルでの腫瘍および脳脊髄液サンプルの異質性を示しました。研究はS100A9を膠芽腫の新しいターゲットとして提案し、液体生検が腫瘍免疫療法での前途を確認しました。研究結果は再発膠芽腫の治療および診断に新しいアプローチを提供し、特に免疫抑制メカニズムの探索において重要な意義を持ちます。同時に、この研究は脳脊髄液サンプルが腫瘍微小環境を反映する独自の優位性を強調し、将来の膠芽腫研究に理論的な基礎を提供しました。
サマリーこの研究は単一細胞シーケンス技術を用いて、再発膠芽腫の免疫微小環境を包括的に明らかにし、腫瘍微小環境の複雑性と異質性を深く探求しました。そして、S100A9を重要なバイオマーカーとしての可能性を提案しました。これらの発見は膠芽腫の理解を豊かにするだけでなく、将来の診断および治療に新しい方向性を提供します。