Cell I 多组学联用解析三阴性乳腺癌静默癌症细胞生态位

静默癌症细胞简称QCC，作者构建以GFP作为新抗原的乳腺癌细胞，对注射过肿瘤细胞的小鼠模型注射JEDI标记的抗GFP杀伤性T细胞，研究T细胞注射后存活的GFP标记肿瘤细胞。

文章首先使用荧光标记识别注射的肿瘤细胞和Jedi T细胞，方便对这些细胞进行分离，追踪和进一步分析。并且采用了一种特殊的光转化确认肿瘤微环境结合单细胞测序的技术PADME-seq (photo-conversion of areas to dissect micro-environments)。

作者通过流式细胞分选术对杀伤性T细胞注射后存活的GFP肿瘤细胞，进行转录组测序。测序结果显示，与对照组相比，发现化疗抗性，肿瘤启动和缺氧相关基因表达上调，EdU试验显示这些细胞的增殖能力下降。但实验结果表明，这些细胞仍具有肿瘤启动能力。

多重免疫荧光实验显示，QCC所在区域的免疫细胞浸润减少，增殖能力下降。随后，作者纳入24例三阴性乳腺癌患者的组织样本，结合这些患者的临床特征，使用转录组测序的方法，发现增殖的肿瘤细胞对免疫治疗更易反应，而QCC细胞产生抗药性。下一步作者使用低氧探针标记肿瘤微环境，用多重荧光检测发现QCC细胞附近有大量低氧标记。转录组测序同样发现缺氧诱导因子HIF1a在QCC细胞中表达上调。

之后，文章使用了光转化蛋白确认肿瘤微环境技术，使转基因小鼠自身细胞表达光转化蛋白，后注射的肿瘤细胞表达GFP。将单细胞分选后的细胞分为QCC区域内和区域外，对这些细胞进行单细胞测序，分析其中的T细胞亚群。发现QCC区域内的免疫功能下降，CD8细胞数减少，T细胞激活能力降低。作者将CD8+T细胞分为4个亚型，耗竭型，中等耗竭型，增殖型和耗竭前体。分析结果显示，QCC区域内的CD8+T细胞耗竭型增多，增殖型减少。使用PCF对组织进行超多标标记，也有同样的发现。

随后作者研究单细胞测序中的DC细胞，发现QCC区域内天然免疫能力下降，免疫反应相关通路表达下调，DC细胞中MHCI和MHCII的表达也下调，说明QCC的免疫呈递功能下降。PhenoCycler超多重免疫荧光和多重免疫荧光结果同样发现QCC区域内MHCII的表达下降。

最后作者构建了HIFa1表达和敲除的三阴性乳腺癌肿瘤细胞，发现HIFa1表达的肿瘤细胞的微环境与QCC类似，而敲除后肿瘤微环境中富含大量杀伤性T细胞。说明HIFa1引起的缺氧环境可能影响治疗结果，需要引起关注。

这篇文章构建了一种可追踪的肿瘤小鼠模型，通过荧光标记追踪肿瘤细胞和杀伤性T细胞。并且联用转录组测序，单细胞测序，流式细胞分选，多重免疫荧光等多组学技术，相互验证，共同展示了QCC细胞及其生态位内部的微环境和作用机制。特别是其中应用到的PhenoCycler技术，可以精准的对大面积组织上的多个目标蛋白进行同时标记，准确还原这些标记的空间位置，有助于研究者更好得了解肿瘤微环境中静默生态位内部的免疫细胞亚群变化。

参考文献

1. Quiescent cancer cells resist T cell attack by forming an immunosuppressive niche. Cell. 2022 May 12;185(10):1694-1708.e19. 

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