单细胞+空间转录组测序：绘制肾癌瘤内和相关区域的单细胞转录组图谱

巨噬细胞介导对细胞内细菌病原体（如肠炎沙门氏菌）的关键抗菌反应。然而，它们也可以作为这些病原体在肉芽肿内感染组织中持续存在的一个允许的生态位，肉芽肿是由巨噬细胞和其他免疫细胞组成的免疫结构。

围绕细胞内细菌病原体如何在肉芽肿内存活的中心问题，本研究对WT STm和ΔsteE STm感染一个月的129x1/SvJ小鼠脾脏进行单细胞测序，探究持续感染伤寒沙门氏菌（STm）期间巨噬细胞功能的多样性。捕获了所有主要的脾脏免疫细胞类型，进行整体的细胞分类注释后，又对单核巨噬细胞系统（MNP）组进行了亚聚类，同时结合不同感染组别的细胞类型差异分析、差异基因分析、RNA速率分析、产生骨髓嵌合体等，最终确定了受感染脾脏中巨噬细胞异质性的决定因素，并对不同表型、功能编程和空间定位的细胞群体进行了描述。

使用具有极化巨噬细胞表型能力受损的STm突变体，发现血管紧张素转换酶（ACE）定义了不允许细胞内细菌进入的肉芽肿-巨噬细胞群体，其丰度与组织细菌负荷反相关。中和TNF破坏病原体控制与感染组织中ACE⁺巨噬细胞的优先耗竭有关。因此，ACE⁺巨噬细胞作为细胞内细菌建立持续感染的细胞生态位的能力有限。

本研究对12名肾脏肿瘤患者的27万多个单细胞转录组和100个显微切割组织（来自肿瘤核心、肿瘤-正常界面、周围正常组织和外周血等多个区域）的全外显子数据进行分析，然后用空间转录组学进行验证。

研究人员发现，CD8⁺T细胞克隆型的组织类型位置在很大程度上定义了其耗竭状态，而肿瘤内的空间异质性并不能很好地解释体细胞异质性。通过单细胞RNA测序数据中的新突变，研究者推断基质细胞的克隆性和谱系追踪髓系细胞的发展。研究还发现了区分肿瘤细胞功能的六个保守元程序，并发现一个上皮-间质转化元程序在肿瘤-正常界面高度富集，与表达IL1B的巨噬细胞共同定位，为癌症治疗提供一个潜在的治疗靶标。

在本研究中，通过单细胞测序，研究者发现了一个新的podoplanin-positive (PDPN⁺)癌症相关成纤维细胞(CAFs)亚群，该亚群富集于曲妥珠单抗耐药的肿瘤组织中。此外，研究者发现PDPN⁺ CAFs通过分泌免疫抑制因子吲哚胺2,3-双加氧酶1 (IDO1)和色氨酸2,3-双加氧酶2 (TDO2)促进HER2⁺乳腺癌对曲妥珠单抗的耐药，从而抑制由功能性NK细胞介导的抗体依赖细胞介导的细胞毒性(ADCC)。同时靶向IDO1和TDO2的双重抑制剂IDO/TDO-IN-3显示出逆转PDPN⁺ CAFs诱导的NK细胞介导的ADCC抑制的效果良好。

总的来说，本研究发现了一个新的PDPN⁺ CAFs亚群，该亚群通过抑制NK细胞介导的ADCC免疫反应，诱导HER2⁺乳腺癌对曲妥珠单抗的耐药，提示PDPN⁺ CAFs可能是增加HER2⁺乳腺癌对曲妥珠单抗敏感性的新治疗靶点。

本文研究者作者收集了15例IIIA期NSCLC新辅助免疫治疗前后的原发肿瘤样本进行单细胞测序，分为治疗前（TN），治疗后病理缓解组（MPR）以及非病理缓解组（NMPR）三组。基于单细胞结果分析了肿瘤细胞在治疗前后的变化，发现MPR组的肿瘤细胞呈现出免疫激活的特征，而NMPR组则高表达雌激素代谢相关的基因（AKR1C1-3），研究者基于代谢组数据证实了NMPR患者在治疗过程中会出现血浆雌激素水平升高，免疫细胞的单细胞数据比较发现与TN组相比，虽然MPR和NMPR组的CD8⁺ T细胞和NK细胞均被激活，但是在MPR组的杀伤性CD8⁺ T细胞和CD16⁺ NK细胞更多，且免疫抑制的Treg更少。而在B细胞群中发现了一群在MPR患者中高表达CD86的FCRL4⁺FCRL5⁺ 非经典记忆B细胞亚群，免疫荧光验证发现这群细胞位于三级淋巴结构（TLS）的中心部位。在独立的验证队列中发现这群B细胞在反应者的富集程度高于无反应者。进一步细胞互作分析发现这群B细胞可以通过CD86-CD28和CD40-CDLG激活滤泡辅助T细胞（Tfh）产生IL21，而IL21可进一步激活CD8⁺ T细胞。单核细胞分析发现了一群CD16⁺CX3CR1⁺单核细胞在MPR患者中富集，并可能通过分泌CFP诱导肿瘤细胞凋亡，其信号的富集可预测好的免疫治疗效果。接着研究者将中性粒细胞进行聚类，发现了一群在MPR中明显减少的，高表达PD-L1和IDO1等免疫检查点的CCL3⁺的衰老中性粒细胞在MPR中明显减少，且在NMPR组中增加，细胞互作分析发现这群衰老中心粒可能和SPP1⁺巨噬细胞存在着正反馈调节以互相促进增加。

总的来说，本文绘制了免疫治疗前后的肿瘤微环境图谱，以及免疫治疗过程TME的变化，通过对比MPR和NMPR的TME差异，发现治疗抵抗可能的潜在靶点。

三氯生[5-氯-2-(2,4-二氯苯氧基)苯酚，TCS]是许多个人护理和保健产品中常见的抗菌添加剂，经常在人的血液和尿液中检测到。近年来它被认为是一种新兴的潜在有毒污染物。长期暴露于TCS被认为具有内分泌干扰作用，并促进肝纤维化和肿瘤发生。然而TCS起始阶段肝毒性作用的潜在细胞和分子机制尚不清楚。

研究者将C57BL/6小鼠暴露于不同剂量的TCS 2周，随后对TCS或模拟处理的小鼠肝脏进行单细胞RNA测序(scRNA-seq)。从差异基因表达、转录因子(TF)调控网络、拟时序轨迹、细胞通讯等不同方面分析获得的单细胞转录组数据。并采用Western blotting、免疫荧光、Masson’s三色染色和天狼星红染色检测关键纤维化蛋白的表达水平。此外，以正常肝细胞MIHA和肝星状细胞LX-2为体外细胞模型，通过免疫学、蛋白质组学和代谢组学技术对TCS的作用进行实验验证。通过scRNA-seq研究者发现 TCS治疗组肝细胞和肝星状细胞(HSCs)明显增加，并且TCS促进肝细胞纤维化相关增殖，其中Gata2和Mef2c是TCS的关键驱动因子。研究者的数据还表明，TCS可以诱导造血干细胞的增殖和激活，这在肝组织和细胞模型中都得到了实验验证。此外，从scRNA-seq分析中还推断出内皮细胞功能障碍和毛细血管化、B细胞纤维化特征增加、巨噬细胞M2表型倾斜等变化，这些变化可能促进了肝纤维化的进展。最后，研究者确定了参与细胞通讯的关键差异配体-受体对，并证实了GAS6_AXL相互作用介导的细胞通讯在促进肝纤维化中的作用。TCS调节肝脏中几种特定细胞类型(包括肝细胞、造血干细胞、内皮细胞、B细胞、库普弗细胞和肝包膜巨噬细胞)的细胞活性和命运，并调节这些细胞之间的配体-受体相互作用，从而促进造血干细胞的增殖和活化，导致肝纤维化。

总的来说，研究者提供了第一个全面的小鼠肝脏对TCS反应的单细胞图谱，并描绘了TCS诱导的肝毒性和纤维化的关键细胞和分子过程。