个性化分析(原位)---空间转录组微环境(邻域)细胞聚类 + 突变信息

2024-09-10 14:42:39 浏览数 (2)

作者,Evil Genius

我们外显子系列的课程能不能上,就以周三(9月11日)的报名人数为准吧,如果够了,需要2~3天做PPT上课用,因为即使周五人数够了,这时候再去做ppt上课也是来不及的,人不够就可以直接休息了,PPT就不用做了,希望大家能理解。

今日话题:空间微环境聚类分析 mutation

还记得2024单细胞空间系列课程对空间转录组微环境的聚类分析么?如果忘记了,复习一下。

今天我们需要讨论的是,空间微环境角度区分细胞亚群,尤其是对低panel的原位数据。

这种数据的特点是精度高,但是通量低,这时候定义结束区分亚群,就需要借助微环境的力量,比如T细胞分亚群,这时候分亚群的标准就是不同亚群的T细胞拥有不同的微环境。

今日参考文献

样本类型:KRAS突变的非小细胞肺癌

主要分析:利用细胞邻域和基因分型分析确定单细胞水平的空间特征。

背景知识

  • KRAS基因是肺癌中最常见的突变癌基因之一。
  • 靶向KRAS一直具有挑战性,直到发现通过与switch-II region下的突变体G12C残基共价结合的变抗突变特异性抑制作用,将其锁定在非活性鸟苷二磷酸(GDP)结合状态。KRASG12C抑制剂(包括Sotorasib (AMG510)和Adagrasib (MRTX849))的临床试验结果积极,导致美国FDA批准先前治疗的KRASG12C突变的晚期非小细胞肺癌。
  • KRAS具有免疫调节作用,肿瘤微环境的改变对持久的治疗反应至关重要
  • 目前,在转移性NSCLC的一线和后续治疗中,以及在新辅助和辅助治疗中,ICIs被用作单药或联合治疗。对ICIs的原发性和获得性耐药是常见的,单药治疗的有效率约为20%,联合治疗的有效率约为40%,而大多数患者最终都有疾病的进展。
  • 由于异质性和复杂性,关于KRAS突变NSCLC的ICI治疗结果的报道尚无定论
  • 与KRAS共突变被认为是定义免疫反应的主要分子驱动因素,例如KEAP1/STK11突变与免疫细胞浸润减少和对免疫检查点抑制剂的抗性相关。
  • 了解肿瘤免疫微环境(iTME)是至关重要的。

结果1、KRAS突变和共突变与临床结果和免疫肿瘤微环境

结果2、应答者与无应答者的不同免疫细胞表型

为了衡量iTME异质性的程度,根据14种肿瘤和免疫细胞亚型计算肿瘤的多样性评分。发现所有应答者的多样性得分都很高。将无应答者分为两个不同的亚组,即多样性得分高的亚组和多样性得分低的亚组。

结果3、反应者和非反应者之间iTME图谱和细胞邻域的差异

其中细胞邻域被定义为细胞周围的局部细胞组成。

细胞邻域聚类分析

其中我们关注的重点:Neighborhood spatial analysis and fractal analysis

Neighborhood Spatial Analysis was performed using a cell spatial analysis pipeline which determined the cellular composition within a 30-μm radius around individual cells and performed unsupervised k-means clustering (Python Scikit-learn, version 0.21.2) followed by manual annotation using the main cell population in each cluster. Fractal Dimension (FD) of each marker was analyzed using the box count method implemented in FIJI Fraclac Plug. Each biomarker’s IMC image was binarized first and the FD was analyzed. The results were summarized using the average FD for each cohort. To compare the FD between the two cohorts in this study, each Biomarker’s FD was normalized based on its tumor cell biomarker (PanCK).

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