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如今越來(lái)越多的研究開(kāi)始將單細(xì)胞與組織測(cè)序數(shù)據(jù)相結(jié)合進(jìn)行分析，結(jié)果往往起到一加一大于二的效果。因此生信人也介紹了多個(gè)單細(xì)胞結(jié)合組織的分析思路及文章，小編今天再和大家分享一篇今年2月剛剛發(fā)表在Front. Immunol(IF：8.786)雜志上整合單細(xì)胞及組織數(shù)據(jù)，研究骨肉瘤微環(huán)境中腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的文章。這篇文章無(wú)論是組織數(shù)據(jù)還是單細(xì)胞數(shù)據(jù)的分析方法都非常經(jīng)典易懂，對(duì)剛剛接觸單細(xì)胞或?qū)渭?xì)胞結(jié)合組織分析感興趣的小伙伴來(lái)說(shuō)十分具有參考意義。長(zhǎng)話短說(shuō)，小編接下來(lái)就帶大家一睹為快。

Single-cell RNA datasets and bulk RNA datasets analysis demonstrated C1Q⁺ tumorassociated macrophage as amajor and antitumor immune cell population in osteosarcoma

單細(xì)胞和組織RNA數(shù)據(jù)集分析揭示C1Q⁺腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞是骨肉瘤中主要的抗癌免疫細(xì)胞

一．研究背景

骨肉瘤(OS)是最常見(jiàn)的原發(fā)性骨腫瘤，多發(fā)生在兒童、青少年和年輕成人中，且患者往往具有極差的預(yù)后。由于先前研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)免疫細(xì)胞浸潤(rùn)對(duì)OS的預(yù)后有重要影響，因此這篇文章就整合了單細(xì)胞和組織數(shù)據(jù)，對(duì)OS中主要的免疫細(xì)胞亞群及其特征進(jìn)行了全面詳細(xì)的分析。

二．文章摘要

研究收集了來(lái)自公共數(shù)據(jù)庫(kù)的OS單細(xì)胞及組織測(cè)序數(shù)據(jù)，作者首先在組織數(shù)據(jù)集中根據(jù)免疫浸潤(rùn)水平對(duì)樣本進(jìn)行了分組并識(shí)別了差異表達(dá)基因，接著在單細(xì)胞數(shù)據(jù)集中將這些基因定位到微環(huán)境中的細(xì)胞亞群。此外，研究也對(duì)單細(xì)胞數(shù)據(jù)集中識(shí)別出的各類(lèi)髓系細(xì)胞標(biāo)記基因進(jìn)行了功能富集分析，并通過(guò)C1Q⁺巨噬細(xì)胞標(biāo)志物將骨肉瘤樣本聚類(lèi)為兩組，并比較了兩組的生存差異。結(jié)果研究發(fā)現(xiàn)與低免疫浸潤(rùn)組相比，高免疫浸潤(rùn)組預(yù)后較好，且?guī)缀跛胁町惐磉_(dá)基因都在髓系細(xì)胞中高表達(dá)或僅在髓系細(xì)胞中表達(dá)。研究也在髓系細(xì)胞中識(shí)別出一類(lèi)C1Q陽(yáng)性的巨噬細(xì)胞，且該細(xì)胞的浸潤(rùn)與較長(zhǎng)的生存期相關(guān)。

三．文章的主要內(nèi)容及結(jié)果

1. 骨肉瘤高免疫浸潤(rùn)組預(yù)后較好

文章首先對(duì)不同免疫浸潤(rùn)OS的預(yù)后進(jìn)行了分析。研究的總體流程如圖1所示。研究首先根據(jù)免疫基因的表達(dá)將樣本聚類(lèi)分為高、低免疫浸潤(rùn)組(圖2A)，并通過(guò)ssGSEA計(jì)算兩組中免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)評(píng)分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高免疫浸潤(rùn)組表現(xiàn)出較高的免疫細(xì)胞評(píng)分，低免疫浸潤(rùn)組的各種免疫細(xì)胞評(píng)分都較低(圖2B)。此外，研究也發(fā)現(xiàn)高免疫浸潤(rùn)組的預(yù)后較好(圖2C)。進(jìn)一步研究識(shí)別了高和低免疫浸潤(rùn)組之間的DEGs，最終識(shí)別出兩個(gè)數(shù)據(jù)集共有的34個(gè)DEGs，且研究發(fā)現(xiàn)這34個(gè)基因幾乎都與較好的總生存期相關(guān)(圖2F)。接著研究通過(guò)功能富集分析發(fā)現(xiàn)這34個(gè)基因與白細(xì)胞和T細(xì)胞增殖相關(guān)(圖2D)。研究進(jìn)一步通過(guò)GSEA分析發(fā)現(xiàn)DEGs與細(xì)胞因子受體相互作用、破骨細(xì)胞分化、吞噬作用等相關(guān)(圖2E)。

2. 巨噬細(xì)胞是骨肉瘤的主要免疫細(xì)胞亞群

這一部分研究使用單細(xì)胞數(shù)據(jù)集對(duì)OS微環(huán)境中的細(xì)胞群進(jìn)行了分析。研究經(jīng)過(guò)質(zhì)控后保留了99668個(gè)細(xì)胞，并將其聚類(lèi)注釋為9個(gè)亞群，進(jìn)一步研究觀察了組織數(shù)據(jù)識(shí)別的DEGs在這些細(xì)胞亞群中的表達(dá)情況(圖3A-D)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些基因主要在髓系細(xì)胞和FABP4⁺巨噬細(xì)胞中表達(dá)(圖3E)。作者接著將髓系細(xì)胞重聚類(lèi)為9個(gè)簇，并注釋為6個(gè)細(xì)胞亞群(圖4A-D)，并分析了DEGs在這些亞群中的表達(dá)情況，結(jié)果識(shí)別出了一類(lèi)C1Q⁺腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM)。接下來(lái)研究比較了細(xì)胞亞群的標(biāo)記基因和之前獲得的34個(gè)DEGs，識(shí)別出15個(gè)共有的DEGs，其中C1QA是C1Q+ TAM的標(biāo)志物(圖4E)，此外研究通過(guò)C1Q⁺巨噬細(xì)胞標(biāo)志基因的富集分析發(fā)現(xiàn)其與抗原加工呈遞和中性粒細(xì)胞活化有關(guān)(圖4F)。

3. C1Q⁺ TAM標(biāo)記物與較好的預(yù)后有關(guān)

這一部分研究進(jìn)一步對(duì)C1Q⁺ TAM標(biāo)記物與臨床結(jié)局的關(guān)聯(lián)進(jìn)行了分析。研究在C1Q⁺ TAMs中識(shí)別了219個(gè)顯著標(biāo)記基因，作者發(fā)現(xiàn)10個(gè)倍數(shù)變化最高的標(biāo)記基因中有5個(gè)與較好的預(yù)后相關(guān)，分別是C1QA、C1QB、FOLR2、LGMN和APOE(圖5A)。接著研究使用C1Q⁺ TAMs的標(biāo)記基因，基于層次聚類(lèi)將組織數(shù)據(jù)中的樣本分為兩組(圖5B)，研究發(fā)現(xiàn)C1Q⁺巨噬細(xì)胞標(biāo)志物高表達(dá)組的總生存期更好(圖5C)，這表明C1Q⁺ TAM浸潤(rùn)發(fā)揮了抗腫瘤作用。接下來(lái)研究計(jì)算了這219個(gè)標(biāo)記基因之間的共表達(dá)系數(shù)，并提取了顯著的共表達(dá)基因，并繪制了共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)(圖5D)。此外，研究也分析了細(xì)胞相互作用(圖5E)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)C1Q⁺ TAMs主要作用于內(nèi)皮細(xì)胞。

到這里這篇文章的主要內(nèi)容就介紹完了。文章通過(guò)不同免疫組的差異基因定位將組織及單細(xì)胞數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來(lái)，并基于組織數(shù)據(jù)的差異基因在單細(xì)胞數(shù)據(jù)集中識(shí)別出了一類(lèi)抗腫瘤巨噬細(xì)胞。文章的分析方法十分經(jīng)典，內(nèi)容也非常簡(jiǎn)潔易懂，且邏輯清晰，是一篇十分值得參考學(xué)習(xí)的單細(xì)胞結(jié)合組織分析的范文。