基于单细胞转录组数据解析肢端黑色素瘤肿瘤相关成纤维细胞的异质性特征

摘要

目的 探究肢端黑色素瘤(AM)中肿瘤相关成纤维细胞(CAF)的异质性特征及其在肿瘤微环境(TME)中的功能作用，为开发有效的治疗策略提供理论基础。方法 本研究使用的单细胞RNA测序数据由本课题组前期生成并已上传至国家基因组科学数据中心(NGDC)的HRA001804数据集。从该数据集中选取5例AM患者的样本数据进行分析，包括4例原发灶样本(PL1、 PL2、 PL4、 PL5)和1例淋巴结转移样本(LG2)。采用无监督聚类、拟时间轨迹分析、转录因子调控网络分析和细胞间通信分析等生物信息学方法进行数据挖掘。结果 从41960个高质量细胞中识别出三种CAF亚型：免疫调节型(iCAF)、肌纤维型(mCAF)和增殖型(pCAF)。拟时间轨迹分析显示mCAF位于分化起始端，iCAF和pCAF分布于不同终末分支。FOS样1,AP-1转录因子亚基(FOSL1)被鉴定为调控CAF向pCAF分化的关键转录因子，其共表达模块富集于p53信号通路、激活蛋白1(AP-1)转录因子网络和MYC原癌基因(MYC)介导的细胞增殖通路等。细胞通信分析推断了以iCAF为枢纽的相互作用网络，关键通路包括硫酸软骨素蛋白多糖4-(整合素α2+整合素β1)[CSPG4-(ITGA2+ITGB1)]信号通路、生长分化因子15-转化生长因子βⅡ型受体(GDF15-TGFBR2)信号通路、半乳糖凝集素9(LGALS9)-CD45/CD44信号通路和CD70-CD27信号通路。结论 AM中CAF具有高度异质性，FOSL1在CAF分化中起关键调控作用，CAF通过复杂的细胞间通信网络参与TME调控。这些发现为理解AM生物学特性和开发靶向治疗策略提供了重要依据。

关键词

肿瘤微环境(TME) / 肢端黑色素瘤(AM) / 肿瘤相关成纤维细胞(CAF) / 单细胞RNA测序 / 细胞异质性

基金资助

国家自然科学基金(81672698)