从单细胞转录组测序角度研究人肾透明细胞癌的瘤内异质性和免疫微环境

Clear cell renal cell carcinoma occupies the largest proportion of renal cancer. The relationship between its intra-tumor heterogeneity and tumor progression haven’t been studied thoroughly. We carried out single cell transcriptome sequencing on 7 tumor and 5 para-tumor samples and through preliminary experiments we found that : firstly two distinct cell clusters exists in tumor epithelial cells of clear cell renal cell carcinoma. Immune cells infiltration exists in ccRCC tumor tissue. Subgroups of macrophages and dendritic cells were positively related to prognosis while subgroups of monocytes, NK cells and T-helper cells were negatively related to prognosis. What’s more, some specific ligand-receptor pairs exist in tumor cells and myeloid cells, expression of these ligands or receptors was negatively related to prognosis. Next we plan to carry out validation experiments via ccRCC cell lines with luciferase reporter and renal capsule transplant on nude mice. Our findings will shed light on new methods and targets for clinical diagnosis and therapies.

肾透明细胞癌是最常见的肾脏肿瘤类型，其瘤内异质性与肿瘤进展的关系目前研究仍不甚充分。本研究对7例肾透明细胞癌、5例癌旁样本进行了3’转录组测序，通过生物信息学分析和预实验发现：①肾透明细胞癌肿瘤细胞上皮细胞可以分为2种具有不同功能的亚群；②肿瘤组织中存在多种免疫细胞的浸润，巨噬细胞细胞、树突状细胞对应的一种亚群与预后正相关，单核细胞、自然杀伤细胞、辅助T细胞分别对应的一种亚型与预后负相关；③肿瘤细胞与髓系细胞间存在一些特异表达的配体-受体对，这些配体-受体对的高表达与预后负相关。后续我们计划通过肾透明细胞癌细胞系荧光报告体系和裸鼠肾包膜下成瘤实验，研究这些受体基因的缺失对于肿瘤形成和转移的影响，力图为临床诊断治疗提供新思路及药物靶标。

肾透明细胞癌是人类健康的一大威胁，尤其是转移性肾透明细胞癌，因为手术的效果十分有限。单细胞RNA测序能够在同一时间内全面地表征组织内细胞组成和每个细胞的转录状态，为理解肿瘤异质性和微环境提供了有力的工具。本项目对7例肿瘤样本和5例配对正常样本进行了单细胞3’转录组测序，随后进行了生物信息学分析，并用免疫荧光染色和细胞培养实验进行验证。在肿瘤上皮细胞中我们发现了2个具有不同基因表达特征的亚群，以及2个与预后相关的基因表达模块。我们也发现了在肾透明细胞癌中起重要作用的转录因子IRX3。M1促炎状态到M2抗炎状态的转变趋势存在于肿瘤的巨噬细胞中。4-1BB+ CD8+ T细胞的富集与差的预后相关联。抑制性的细胞间相互作用不仅存在于上皮细胞和免疫细胞间，也存在于内皮细胞和免疫细胞间。研究结果对肾透明细胞癌的治疗提供了可用预判断预后的基因集和细胞亚群，以及潜在的分子靶标。