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【2022 IMS中国之声】上海交通大学医学院附属仁济医院侯健教授团队：单细胞RNA测序在多发性骨髓瘤中的多项研究进展

2022年09月04日

整理：肿瘤资讯

来源：肿瘤资讯

由国际骨髓瘤学会（IMS）主办的第19届国际骨髓瘤学会年会已于2022年8月25日~27日在美国洛杉矶圆满落幕，会议汇集了全球骨髓瘤领域和相关浆细胞疾病的研究热点和最新进展，推动临床和实验室转化研究发展，促进国际专家学者深度交流。近年来，中国在多发性骨髓瘤（MM）的诊治水平上越来越接近国际水准，此次2022第19届IMS上更是有多个来自中国的研究成果亮相，再次向全球展示了我们中国的科研与临床水平！其中，上海交通大学医学院附属仁济医院侯健教授及其团队为我们带来了多项单细胞测序在MM中的最新研究进展。值此之际，【血液肿瘤资讯】特别整理相关精粹，以飨读者。

研究一：单细胞RNA测序揭示化疗诱导的多发性骨髓瘤转录重编程

标题：Chemotherapy-induced transcriptional reprogramming of multiple myeloma revealed by single-cell RNA sequencing

摘要号：P-059

MM是一种骨髓中恶性浆细胞(PCs)克隆性扩增的血液系统恶性肿瘤。尽管目前靶向治疗已取得了实质性进展，但MM仍然是一种无法治愈的恶性肿瘤，大多数患者仍面临着复发的问题，威胁着患者的生命。药物诱导的变化可能揭示化疗药物作用机制的重要见解。因此，迫切需要了解药物反应、疾病异质性和进展的分子机制，并确定更有效的MM治疗靶点。

在此，研究者从3名健康供者和10例新诊断MM(NDMM)患者的骨髓(BM)或外周血(PB)中分离出单个核细胞，并2个周期的在硼替佐米、环磷酰胺、地塞米松(VCD)方案治疗前后进行配对样本。总共收集了22个BM样本和22个PB样本。共捕获25,231个PC和21,6209个免疫细胞。

研究结果显示，与正常PC相比，在骨髓瘤细胞中观察到多种常见的与肿瘤相关的恶性通路，并发现由不同特征驱动的MM之间存在显著的肿瘤间和肿瘤内异质性。通过比较BM中基线时和治疗后的骨髓瘤细胞，发现暴露于VCD促进了肿瘤细胞的转录变化，内质网应激和IL6-STAT3信号降低，而NF-kB信号和抗氧化应激增加。同时还可以观察到反应较差的MM上调了骨髓瘤干细胞样特征，下调了与浆细胞特性和免疫反应相关的多个基因，这些基因与耐药性和预后相关。
总体而言，该研究结果揭示了化疗期间不同的转录重编程和药物敏感性的关键途径。具体来说，治疗后抗氧化应激的显著上调，以及无应答MM中表现出干细胞样表型，表明早期药物应答中肿瘤介导的逃逸机制。

研究二：单细胞RNA测序揭示ZNF683是多发性骨髓瘤中NK细胞耗竭的关键调节因子

标题：Single-cell RNA sequencing reveals ZNF683 as a key regulator of NK cell exhaustion in multiple myeloma

摘要号：P-087

作为抗恶性肿瘤细胞的第一道防线，NK细胞在MM免疫监视中发挥着关键作用。然而，NK细胞在MM微环境中往往会变得功能失调，其潜在的分子机制需要进一步阐明。本研究旨在揭示和验证鉴定NK细胞耗竭调节因子的分子新见解，并提供改善MM中NK细胞反应的潜在治疗靶点。

在此，研究者对从NDMM患者和健康志愿者的BM和PB中分离的30,008个独立NK细胞进行了深度单细胞RNA测序。采用多种体外实验（包括荧光素酶报告基因分析、慢病毒表达载体构建、NK细胞转染、流式细胞术、RT-qPCR和细胞毒性分析）确认NK细胞耗竭的潜在调节因子和分子机制。

本研究中，共确定了7个NK细胞簇。MM患者表现出具有“耗尽”转录组学特征的簇3 NK细胞显著增加，表现为细胞毒性标志物(CD69、GNLY、GZMA)和激活受体NCR1表达降低，以及抑制性受体（LAG3、KIR3DL2和KLRG1）表达增加。此外还发现MM来源的簇3 NK细胞几乎不表达SH2D1B，SH2D1B编码一个关键的接头蛋白，从NK细胞上的SLAMF7转移活化信号。转录因子ZNF683通过直接结合SH2D1B的启动子被进一步证明是SH2D1B缺失的原因。最后，研究证明ZNF683转染失调NK细胞毒性，并促进其获得耗竭表型。
总之，本研究确定了ZNF683+ NK细胞簇，在MM患者中具有耗竭表型和细胞毒性受损。此外，研究进一步证实ZNF683过表达通过直接结合NK细胞中的启动子显著下调SH2D1B的表达，从而导致NK细胞的细胞毒性降低和免疫监视受损。

研究三：单细胞RNA测序揭示XBP1-SLC38A2轴在多发性骨髓瘤免疫抑制T淋巴细胞中的作用

标题：Single-cell RNA-seq reveals XBP1-SLC38A2 axis as a player in immunosuppressive T lymphocytes in multiple myeloma

摘要号：P-285

T淋巴细胞功能障碍可导致MM的免疫逃逸，那么如何纠正T细胞在MM中的免疫抑制状态，使其恢复正常的免疫功能，已成为如今MM研究的主要焦点。不断发展的免疫代谢研究为抗骨髓瘤免疫治疗提供了新的见解。目前已知T细胞的发展和功能本质上与代谢有关，如细胞需要通过代谢产生生物能中间体来支持其增殖和效应功能。然而，MM中T淋巴细胞的免疫抑制和代谢重编程机制尚未完全阐明。

在此，研究者对3名健康供者和10例NDMM患者接受VCD方案治疗前后BM和PB样本中单核细胞进行单细胞RNA测序，并对差异表达基因进行分析，丰富信号T细胞亚群的通路和发育轨迹。

本研究通过单细胞数据确定了15个T细胞簇。细胞毒性 T(Tc)细胞簇以衰老表现为特征，而每个簇中的部分细胞同时表现出耗竭特征。衰老标志物KLRG1/CTSW和耗竭标志物LAG3/TIGIT在MM的Tc细胞中具有代表性表达。Tc细胞中GZMK和CXCR4的上调进一步支持了T细胞功能障碍。MM中Tc细胞簇的代谢受损和未折叠蛋白反应(UPR)通路富集，同时谷氨酰胺转运蛋白基因SLC38A2和UPR标志性XBP1的表达分别降低和增加。同时，SLC38A2表达与XBP1、耗竭标志物HAVCR2/TNFRSF14和衰老标志物FGL2/CTSW呈负相关。转录因子XBP1s可直接与SLC38A2的启动子结合。在健康CD8+ T细胞中过表达XBP1s会下调SLC38A2和效应标志物GZMA的表达，而沉默XBP1会上调SLC38A2的表达并下调衰老标志物KLRG1的表达。

总体而言，本研究的综合单细胞转录组分析解析了MM中Tc细胞的免疫抑制谱和潜在的功能障碍机制。研究结果已经证明UPR标志性XBP1直接与SLC38A2启动子结合并抑制其基因表达，导致T细胞功能障碍。这项研究揭示了Tc细胞中一种新的代谢调节机制，并为MM的免疫治疗提供了新的见解。

参考文献

https://events.jspargo.com/IMW22/CUSTOM/pdf/IMS2022Abstracts.pdf

责任编辑：luna
排版编辑：luna

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