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Moring，各位早八早九人！今天跟大家分享一篇來自MOL ONCOL(IF=7.4)雜志的文章，作者著眼于結腸癌TME的異質性，重新對分泌細胞進行了分類，研究沒有什么套路，但是踏踏實實，一起來看看吧~
背景
黏膜穩態的失調是結腸癌的早期跡象之一，在結腸黏膜的各種細胞類型中，分泌細胞占據主體，而腸內分泌細和杯狀細胞又是主要的分泌細胞。腸內分泌細胞分泌胃饑餓素、瘦素、促胰液素等各種肽類激素，作用于遠處器官或鄰近細胞；杯狀細胞則分泌粘蛋白顆粒，與水、鹽和其他蛋白質結合。有大量研究證實了腸道炎癥過程中，分泌細胞與免疫細胞之間存在串擾，表明了分泌細胞在結腸癌腫瘤免疫微環境（TME）異質性形成中的作用。因此，這篇文章以結腸癌中最常見的亞型——結腸腺癌為對象，探討了分泌細胞和免疫細胞之間的相互作用，以及它們在腫瘤微環境中的表達模式。
研究結果，簡單總結為以下幾條：(1) 從細胞水平分析了腸內分泌細胞和杯狀細胞的轉錄特征；(2) 基于轉錄特征，將分泌細胞進一步細分為4種亞型；(3) 建立了一個由7個基因組成的轉錄評分——SCS，以單獨量化結腸癌中的亞型； (4) 在多個結腸癌數據集中，評估了4種亞型和SCS評分模型與TME特征、臨床病理特征和治療反應的相關性。
方法
結果
1、分泌細胞轉錄水平相關的生物學特征
在meta-GEO和TCGA-COAD數據集中，腸內分泌細胞與亞型-2杯狀細胞的表達水平顯著正相關，且這兩種細胞的PCA評分與基質細胞以及某些髓系細胞的評分呈顯著正相關（圖1.A）。相應地，腸內分泌細胞和亞型-2杯狀細胞的PCA評分與基質相關通路的激活水平之間也存在高度正相關（圖1.B）。此外，生存分析表明它們的PCA評分是增加復發的風險因素，并且與接受輔助化療的患者的OS顯著負相關（圖1.C）。但是，研究未發現亞型-1杯狀細胞的表達水平與其他細胞的相關性，與患者的生存期之間也未顯示出相關。
2、識別分泌細胞相關的表達模式
在對腸內分泌細胞、亞型-1杯狀細胞與亞型-2杯狀細胞特征的PCA評分進行k均值聚類之后，作者將其分為了SCS1、SCS2、SCS3和SCS4這四種亞型，前三種分別對應腸內分泌細胞和亞型-2-杯狀細胞特征的中等、最高和最低富集水平，而SCS4則富集亞型-1杯狀細胞特征（圖2.A-B）。生存分析的結果表明，SCS2亞型患者的無復發生存期 (RFS)明顯短于其他SCS亞型患者，但是，SCS2的OS只在GSE39582和接受輔助化療的患者中差于其他亞型。
3、不同亞型的TME和生物學特征
接下來，研究比較了不同SCS亞型中TME細胞相關的特征（圖3.A-D）。在SCS2 中，多種基質細胞和免疫抑制性的先天免疫細胞的PCA得分最高，如成纖維細胞、內皮細胞、巨噬細胞、中性粒細胞和肥大細胞等，表明SCS2亞型的TME 可能具有免疫抑制的特征。SCS3的TME特征則類似于“免疫沙漠”表型，大多數 TME細胞特征的富集水平都很低。此外，SCS2具有最高的瘤內異質性和最低的腫瘤純度（圖3.E-F），但不同亞型之間的腫瘤突變負荷水平和新抗原數量沒有顯著差異（圖3.G-H）。
如圖3.I-L所示，在SCS2亞型中，基質和炎癥相關的通路被高度激活，但在SCS3 患者中被顯著抑制。此外，KRAS信號通路在SCS2患者中也被高度激活，表明KRAS可能在SCS2腫瘤的進展中發揮重要作用。總之，SCS2患者表現出的基質相關的TME等生物學特征，可能是化療耐藥的原因之一。
4、不同亞型的多組學分析
通過比較不同SCS亞型的癌癥基因突變率，研究發現KRAS在SCS4亞型的突變率最高（圖4.A），KRAS的突變與亞型-1杯狀細胞特征的PCA評分高度相關，TP53在SCS4亞型中的突變率顯著低于其他亞型，（圖4.B）。此外，作者識別了36個甲基化差異的基因，其中HYAL1、CAPN8、REG4和NAT2在SCS2亞型中高度甲基化且轉錄水平較低，其他基因則相反（圖4.C-D）。最后，研究下載了TCGA-COAD 的蛋白質組學數據，分析結果與轉錄組一致（圖4E-F），纖維連接蛋白等間充質標志物在SCS2亞型中高表達，而上皮標志蛋白的表達顯著降低, 進一步證實了SCS2亞型中基質通路的高度激活。
5、SCS得分的構建與驗證
作者利用圖5.A中的七個基因，構建了評分模型，其中，ASCL2和FAM84A在 SCS2亞型中下調，它們的表達水平與復發風險顯著負相關（圖5.B）。就中位SCS評分來說，SCS2亞型最高，其次是SCS1亞型，SCS3最低（圖5.C），SCS得分的準確性和有效性也通過AUC和臨床相關性分析分別得到了驗證。
然后，作者又分別在TCGA-COAD和SYSUCC中驗證了SCS評分的臨床意義，結果與meta-GEO數據集一致（圖6）。
6、SCS亞型的免疫治療分析
根據前面的TME分析結果，可知SCS2亞型類似于“免疫沙漠”表型，對這幾種亞型的免疫反應分析表明，SCS2亞型對免疫治療的反應率最低（圖7.A），其相應的SCS評分也更高。因此，SCS2亞型中的患者接受ICB治療后的效果可能較差。
由于SCS2亞型對氟二氧嘧啶具有耐藥性，所以作者基于先前的研究進一步篩選出了7個結腸癌化療耐藥性的驅動基因，它們在SCS2亞型表達上調。利用這7個基因計算得到的CRISPR得分與SCS評分、PCA評分等顯著正相關，而且CRISPR得分高的患者預后更差（圖8.A-I）。
由于腸內分泌細胞和亞型-2杯狀細胞富集水平高的患者，難以從單獨的化療中受益，因此，研究試圖尋找可以增加SCS2亞型患者藥物敏感性的潛在化合物。 通過分析CTRP數據庫中的化合物與SCS評分之間的相關性，篩選出了19種化合物（圖8.J-K）。
文章小結：
整體來說，文章的分析流程比較簡單清晰，以分泌細胞為主體，進行了再分類，接著分析了不同類別各層面的特征。后續的策略中規中矩，沒有什么太驚艷的，但貴在完整，圖也是很好看的，還是有借鑒之處的。好了，今天的分享到這了，have a nice day!
參考文獻：Expression pattern of secretory-cell-related transcriptional signatures in colon adenocarcinomas defifines tumor microenvironment characteristics and correlates with clinical outcomes
