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今年8月23号Nature Communications在线发表了题为“scRNA-seq of gastric tumor shows complex intercellular interaction with an alternative T cell exhaustion trajectory”的研究论文。通过scRNA-seq 测序技术绘制了10名GC患者的166,533个细胞的图谱，并结合T/B细胞受体(TCR/BCR)图谱分析。结果表明肿瘤组织中的间质细胞经历了显著的转化，并表现出广泛的促癌特征。结合TCR克隆信息和轨迹分析表明GC中的Tc17可能起源于组织驻留记忆群体，随后可以分化为耗竭状态，这可能是T细胞耗竭的另一种途径。提示IL17+细胞及介导IL17+细胞与肿瘤细胞通讯的通路是治疗IL17+阳性胃癌的潜在治疗靶点。

为了在单细胞分辨率下探索参与胃癌(GC)的细胞类型多样性，研究者从10名原发GC患者的肿瘤组织中分离出所有存活细胞的scRNA-seq图谱(图2A)。研究者合并了患者组织的表达谱，并在质控后保留了166,533个细胞(图2B)。scRNA-seq图谱被划分为免疫、间质和上皮细胞的12个广泛谱系(图2B-D)，包括T细胞、NK细胞、B细胞、浆细胞、髓系细胞、肥大细胞、红细胞、内皮细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞(SMCs)、上皮细胞和内分泌细胞。除了内分泌细胞，几乎所有类型的细胞都在所有患者中被发现，其中大部分来自患者GC07、GC08和GC10(图2E)。结合scRNA-seq分析，研究者生成成对的TCR和BCR(T/B细胞受体)测序数据，以研究不同T/B细胞亚型之间的状态转换。

为了剖析GC中T细胞的多样性，研究者进一步提取并重新聚类分析了同时具有scRNA-seq数据和配对TCR信息的T细胞，将其分为十个CD8+簇、六个常规CD4+簇(CD4+Tconv)、三个CD4+Treg簇和一个代表当前在细胞周期中进行的T细胞的循环簇(图3A-C)。研究者观察到，在10例患者中，有8例CD8+IL17+T细胞占肿瘤浸润性T细胞总数的1%以上，随后通过多色IHC染色证实了CD8+IL17+T细胞在GC的TME中的存在(图3D)。浓缩分析表明，CD8_C8_IL17A上调的基因在Th17细胞分化和炎症性肠病(IBD)途径中显著丰富，与Th17细胞高度相似(图3E)。这些结果提示CD8_C8_IL17A和Th17细胞在GC的TME中可能具有重叠功能。CD8_C8_IL17A细胞的这些特征与Tc17细胞相似，因此将这个簇命名为Tc17。值得注意的是几个T细胞簇呈现不同的组织分布模式(图3B)。

T细胞亚型可识别两组不同的抗原且具有不同功能。差异基因分析表明Tc17来源的耗竭T细胞高表达角蛋白KRT86，而溶细胞来源的耗尽T细胞高表达GZMK(图4A，B)。沿着Tc17耗竭的轨迹，研究者发现Th17细胞中经典的主调节因子RORA和RORC在Tc17细胞中表达，提示这两种因子都参与了Tc17细胞的细胞状态维持。Tf可能促进Tc17细胞的耗竭状态。接下来使用Scenic来识别沿着两个轨迹不同激活的TF(图4D)。通过Scenic结合拟时分析和基因表达分析，发现与Tc17-耗竭轨迹相比，eome及其下游靶点在细胞耗竭轨迹中的表达都较高(图4C-F)。同样，由于这些因子及其下游靶点的高表达，RUNX2被确定为Tc17-耗竭轨迹中潜在的关键调节因子(图4C-F)。综上所述，研究者的分析显示沿着两个力竭轨迹的不同调控计划，并确定了这两个过程的潜在关键调节因素。

为了剖析参与GC的各种细胞类型之间复杂的通讯网络，接下来利用CellPhoneDB确定了肿瘤和正常组织中可能的细胞-细胞相互作用。与其他研究一致Fib_1 表达大量肿瘤细胞生长因子（图5A）。Endo_1 表现出对TNF、VEGF、PDGF、PGF和Notch信号通路的强烈激活（图5A-B），且这些通路参与血管生成的生物学过程。TASC是这些途径中细胞因子的关键提供者（图5B），通过对每种细胞类型进行相关性分析，发现TASC亚型的比例在数据集和 TCGA-STAD 队列中均呈高度正相关（图5C）。体外共培养实验表明CAF分泌的某些细胞因子可以诱导 THP-1 单细胞衍生的巨噬细胞进入胃癌肿瘤微环境中的巨噬细胞，且上调 Mφ_APOE和Mφ_THBS1的标记基因（图5D）。Mφ_APOE 评分显示持续增加，而 Mφ_THBS1 评分在诱导期间显示出轻微变化（图5E）。研究者接下来研究了与 TME 中淋巴细胞显著相关的L-R相互作用（图5F）。发现骨髓细胞上的CD80和CD86通过CD28为CD8 +和CD4 + Tconv细胞提供共刺激信号，而Tc17、Th17、Treg 和 CD8 +耗尽的T细胞上的CTLA4可以通过竞争作为这种相互作用的拮抗剂。综上所述，髓系细胞可以通过复杂的L-R相互作用调节淋巴细胞的状态，基质细胞也可以通过接触依赖机制抑制淋巴细胞的活性。