作者，Evil Genius
我们下周拉群，培训2025番外--linux、R、python培训
https://mp.weixin.qq.com/s/8E1vYJMNhe5m0DXieBHfzA, 做生信8年了，我会针对单细胞空间常用的基础内容进行培训，让大家掌握基础的Linux、R、和python，让大家分析单细胞空间外显子，基础的内容不会成为卡点，看到想分析的内容，可以通过思想把代码构思并且实现出来。
我呢，就是尽力培训，中间穿插一些单细胞空间的分析思路，以及在写代码的时候需要注意的内容和格式，如果有人想从事生信分析岗位，这种基础是必须的。
经历了这么多，真的感觉到，没有人容易，但是大家也都在努力的前进。
生信职场或者科研的第一课，就是基础代码能力，有了这个1，后面无数的0才有意义。
今天我们分享文献，清华大学发的文章。
知识积累
肾脏肿瘤是第三大常见的泌尿系统恶性肿瘤，占所有成人癌症的2% ~ 3%。其中超过90%为起源于肾小管上皮细胞的肾细胞癌（RCC），而透明细胞肾细胞癌是最主要的亚型（约75%）。在RCC中，肿瘤可能侵入肾静脉或下腔静脉形成瘤栓（TT），约有4%~10%的RCC患者会受此影响。瘤栓的存在显著影响RCC的临床分期、手术策略和预后。既往研究已证实，瘤栓是一个强烈关联更差生存率和更高复发风险的不良预后因素。此外，高级别的瘤栓增加了手术的复杂性和风险，进而导致更高的围手术期并发症（34%）和死亡率（10%）。
最近的基因组研究发现，瘤栓很可能起源于原发肿瘤的亚克隆，且仅带有极少的额外突变。值得注意的是，来自伴瘤栓患者的原发肿瘤，其突变负荷和基因组不稳定性（尤其是在BAP1、SETD2等染色质重塑基因中）显著高于不伴瘤栓患者的原发肿瘤。
结果1、单细胞图谱构建
瘤栓相关的肿瘤微环境变化
首先在同一TT患者体内比较了不同组织区域（AT、PT、TT）的细胞组成。结果显示，AT与肿瘤（PT/TT）之间存在显著差异：AT富集正常上皮细胞和NK/B细胞等，而肿瘤区域则富集癌细胞、肿瘤内皮细胞和调节性T细胞、巨噬细胞等。然而，PT与TT之间的细胞比例无统计学差异。
比较了伴TT与不伴TT患者在其原发肿瘤（PT） 中的细胞组成。关键发现是：与不伴TT的患者相比，伴TT患者的PT中具有更高比例的成纤维细胞和更低比例的自然杀伤（NK）细胞。
细胞通讯分析进一步显示，在伴TT的RCC肿瘤微环境中，成纤维细胞拥有最活跃的细胞间相互作用，提示其在协调细胞间通讯中可能扮演核心角色。
结果2、肾细胞癌的空间组织结构
细胞在肿瘤内的空间位置被揭示与其功能和状态密切相关。
10X Visium数据，包括肿瘤-正常组织交界区、肿瘤核心区和免疫阳性区的样本。
cell2location对每个空间转录组样本进行了细胞类型的空间定位。同时，利用stLearn（整合空间位置、形态学和基因表达）鉴定了每个空间转录组样本内的空间域。
通过整合所有空间转录组样本的空间域，我们在RCC的TME内鉴定出23个不同的CNs，并将其分类为无癌细胞niche（CN1-11）或富集癌细胞niche（CN12-23）
发现关键细胞niche CN15：
组成特征： CN15是一个由EMT样癌细胞、周期中癌细胞和成纤维细胞共同富集的空间单元。
核心发现： CN15在伴瘤栓（TT）的RCC患者的原发肿瘤（PT）中显著扩张。这一发现通过了多重免疫荧光等独立实验方法的验证，且在排除多种混杂因素后依然成立。
成纤维细胞的核心作用：
成纤维细胞相关的细胞niche（CN7, CN15）出现频率很高，提示其在RCC中作用广泛。
空间网络分析显示，成纤维细胞能与B细胞、巨噬细胞、血管平滑肌细胞、上皮细胞以及癌细胞（形成CN15） 等多种细胞相互作用，表明其功能异质性强，是TME中的关键“协调者”。
结果3、肾细胞癌发生与进展中的基质重塑
对成纤维细胞及其他间充质细胞进行了亚群分析，鉴定出12个间充质细胞亚群，包括2个血管平滑肌细胞（vSMC）亚群、4个周细胞亚群、5个成纤维细胞亚群和系膜细胞。
血管周围细胞（vSMC/周细胞）的状态改变：
分析发现，vSMC2和周细胞2亚群在肿瘤（PT/TT）中比例增加，而vSMC1主要存在于正常组织（AT）中。
vSMC2和周细胞2高表达与细胞外基质（ECM）重塑和干细胞特性相关的基因，表明在RCC肿瘤发生过程中发生了血管周围细胞状态的改变和潜在的血管重塑。
成纤维细胞亚群的特征与鉴定：
在五个成纤维细胞亚群中，FAP+ 成纤维细胞和CYSLTR2+ 成纤维细胞被鉴定为潜在的癌症相关成纤维细胞（CAFs）。
证据如下：
它们在肿瘤组织（PT）中显著富集。
在空间位置上，它们主要分布于肿瘤核心区和癌细胞富集的细胞niche（CNs）中。
它们无法被正常肾脏的间充质细胞标签所注释，表明它们是肿瘤演化过程中的重塑产物。
它们表达多种CAFs和肌成纤维细胞的标志物。
成纤维细胞与瘤栓（TT）的关键关联：
比较伴TT与不伴TT的患者发现，伴TT患者的原发肿瘤（PT）和甚至其癌旁组织（AT）中，FAP+ 和 CYSLTR2+ 成纤维细胞的比例都显著升高。这一发现在TCGA数据库、独立验证队列的多组学数据以及多重免疫荧光实验中均得到证实。
细胞互作分析显示，FAP+ 成纤维细胞在伴TT的RCC肿瘤微环境中拥有最活跃且高度激活的相互作用。
最关键的是，在伴TT患者中显著扩张的关键细胞niche CN15（富含EMT样癌细胞和成纤维细胞）中，其中的成纤维细胞几乎全部是FAP+ 成纤维细胞。
结果4、RCC中的周细胞-成纤维细胞转化：从周细胞2到CYSLTR2+成纤维细胞，再到FAP+成纤维细胞
发现细胞转化路径： 明确了一条清晰的细胞转化路径：肿瘤周细胞（Pericyte 2）→ CYSLTR2+ 成纤维细胞（过渡状态）→ FAP+ 成纤维细胞（终末状态）。该路径通过拟时序分析、RNA速率和空间转录组学等多重技术得到证实。
揭示转化在TT形成中的关键作用：
在伴TT的RCC患者中，这一周细胞-成纤维细胞转化过程被显著激活和加速。
肿瘤内皮细胞高表达的PDGFB通过PDGFRβ信号驱动了这一转化。
转化过程中的细胞（周细胞、过渡态和终末态）高表达促癌胶原基因，共同构成了促肿瘤微环境。
阐明核心转录调控机制：
CREB3L1：其活性和表达在转化过程中逐渐上调，是启动和维持FAP+ 成纤维细胞身份的关键促进因子。
MEF2C：其活性和表达在转化过程中逐渐下调，作为周细胞身份的"守护者"，其抑制可能解除了对成纤维细胞程序的刹车，从而允许转化发生。
结果5、FAP+ 成纤维细胞介导NK细胞抑制并直接调控癌细胞促进瘤栓发展
FAP+ 成纤维细胞介导NK细胞抑制
现象： 在伴TT患者的PT中，NK细胞的比例和增殖能力（周期中的NK细胞）显著降低，功能受损（细胞毒性、迁移能力下降），且表现出更不成熟的基因特征（高表达CXCR4，低表达CX3CR1）。
机制：
相关性： 成纤维细胞的总比例与NK细胞的比例和细胞毒性呈显著负相关。
相互作用： 细胞通讯分析发现，在伴TT患者中，成纤维细胞（尤其是FAP+ 亚群）通过CXCL12-CXCR4和TGFB1-TGFBR1信号通路与NK细胞发生特异性相互作用。这两种信号分别可诱导NK细胞静息和抑制其代谢（糖酵解和氧化磷酸化），从而导致NK细胞功能失调。
核心角色： 回归模型显示，FAP+ 成纤维细胞是预测NK细胞减少的最强负相关因素之一。
2. FAP+ 成纤维细胞直接调控癌细胞（尤其是EMT样癌细胞）促进TT发展
功能验证： 体外实验证实，从RCC组织中分离出的FAP+ 成纤维细胞相较于FAP-成纤维细胞，能显著增强RCC细胞系的增殖、迁移和3D球体侵袭能力。
机制探索：
相互作用： FAP+ 成纤维细胞与EMT样癌细胞和周期中癌细胞通过ECM-整合素信号等发生强烈相互作用。
信号激活： 在伴TT患者的EMT样癌细胞中，整合素相关通路（如ECM-受体相互作用、细胞骨架调控、粘着斑等）的活性显著升高，表明ECM-整合素信号增强。
空间共定位： 在空间转录组数据中，在富含FAP+ 成纤维细胞和癌细胞的CN15 niche内及其边界，发现了COL15A1-ITGA3、MMP2-ITGAV/ITGB3、CXCL12-CXCR4等配体-受体对的共表达，且这些区域的整合素通路评分也更高，形成了促癌侵袭的协同微环境。
结果6、FAP+ 成纤维细胞富集预示RCC不良预后及抗VEGF治疗耐药
临床关联： FAP+成纤维细胞的富集与肾癌的更晚期阶段、更高恶性程度以及更差的患者总生存期密切相关。
关键发现（治疗预测）： FAP+成纤维细胞是预测抗VEGF靶向治疗耐药的潜在生物标志物。在接受含抗VEGF药物治疗的患者中，高FAP+成纤维细胞评分预示着更短的无进展生存期，但在不接受此类药物的治疗方案中则无此预测作用。
潜在机制提示： FAP+成纤维细胞在肿瘤内紧密环绕血管分布，这种特殊的空间位置可能介导了其对血管靶向药物的抵抗机制。
角色定位： 它更像是整体侵袭性肿瘤微环境的一个标志和推动者，其预后价值可能被更传统的临床病理因素（如分期、分级）所涵盖，但其在预测特定疗法（尤其是抗VEGF治疗）疗效方面具有独特且重要的价值。
最后，我们来看看方法
单细胞部分
空间转录组部分
生活很好，有你更好
