基于单细胞转录组测序数据深入挖掘脑胶质瘤细胞间相互作用

发布时间：2021-08-08 21:11

　　脑胶质瘤是最常见的成人恶性脑癌,其以较差的临床预后与高度的分子异质性而著称。传统的研究是基于多细胞的转录测序技术,其只能获得细胞群体的平均特征,而忽略了肿瘤组织内部细胞之间的异质性。本文系统地研究了6341个来自脑胶质瘤的细胞的单细胞转录组数据,并通过数据降维等方法鉴定出了其中的癌细胞与浸润在免疫微环境的健康细胞。通过单细胞转录组数据和TCGA转录组数据结合分析不同类型细胞的配受体表达情况,鉴定出16对显著相关的癌细胞自分泌配受体信号分子。本文进一步分析发现了癌症干细胞与浸润的免疫细胞间的细胞间相互作用,并鉴定出66个配受体对,其中部分信号分子会显著影响脑胶质瘤患者的预后。之后,我们根据这66个配受体对的表达特征建立基于XGBoost算法的脑胶质瘤预后风险预测模型,可以通过这66个配受体对的表达情况精准预测出脑胶质瘤患者的预后风险。模型在独立验证集中也取得了良好的表现。总之,本文的研究不仅揭示了脑胶质瘤内细胞间重要的功能相互作用,而且为脑胶质瘤患者的预后提供了潜在的标志物。 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

世界卫生组织2016年对脑胶质瘤的分子学与组织学综合分类（图片来源NatureReviews[5]）

12图 2-1 脑胶质瘤中的癌细胞群和非癌细胞群|（a）来自 10 个患者的 6431 个细胞的单细胞转组数据经 t-SNE 降维后的二维空间分布图。其中每个点代表一个细胞。来源于不同患者的细胞样本由颜色区分。（b）其中非肿瘤细胞群的 t-SNE 二维空间分布图。

经 t-SNE 降维后的二维空间分布图。其中每个点代表一个细胞。来源于不同患者的细胞样本由颜色区分。（b）表示其中非肿瘤细胞群的 t-SNE 二维空间分布图。从图 2-1 可以看到，第 1 至 10 个细胞群基本上分别由 10 名患者中各个患者的细胞单独组成，而第 11 至 13 个细胞群则是来自不同患者的细胞混合。一方面，由于肿瘤细胞比正常细胞异质性更强，细胞群 1-10 中的细胞可能是肿瘤细胞，而细胞群 11-13 中的细胞可能是健康细胞[24]。另一方面，前人研究已经发现一些肿瘤细胞的标记物比如 EGFR 基因的表达量可以很好地区分肿瘤细胞和正常细胞，而本文研究中发现细胞群 1-10 相比于细胞群 11-13，显著高表达 EGFR基因[24]。此外，肿瘤细胞几乎不表达髓系细胞的标记物 PTPRC（CD45），而该基因通常在基质细胞中有高量表达。而如图 2-2所示本文中也发现细胞群11-13大量表达 PTPRC基因而细胞群 1-10 几乎不表达此基因。至此，首先区分开了癌细胞与浸润的非癌细胞。

【参考文献】：
期刊论文
[1]The role of interleukin-18 in glioblastoma pathology implies therapeutic potential of two old drugs-disulfiram and ritonavir[J]. Richard E Kast.  Chinese Journal of Cancer. 2015(04)



本文编号：3330684