单细胞（核）转录组学已成为生命科学研究的基础工具，在疾病、免疫、生命演化、器官结构、发育等领域发挥重要作用，但规模化研究往往是制约单细胞层面研究的重要因素。为了突破单细胞研究门槛高、费用高的瓶颈，凌恩生物重磅推出了国产DNBelab C-TaiM 4平台，该平台可以实现高通量、低成本、单细胞研究一站式解决方案。目前已经应用于人、鼠、猴、猪等十几个物种，超200种不同类型样本的单细胞转录组研究，可为更多科研工作者保驾护航。

小编通过一篇基于C4平台测序发表的文章介绍一下单细胞转录组分析结果。这篇发表在《Journal of Inflammation Research》期刊上的文章，主要利用单细胞核转录组技术研究了睾丸胚胎性横纹肌肉瘤的肿瘤内异质性和肿瘤微环境的复杂性。

期刊：Journal of Inflammation Research   

影响因子：6.922      

发表时间：2022.01

样本类型：睾丸肿瘤                                  

DOI: 10.2147/JIR.S343068

研究目的

睾丸胚胎性横纹肌肉瘤（ERMS）是一种罕见的儿童软组织肿瘤，具有较高的肿瘤内异质性。研究对睾丸ERMS肿瘤组织和正常组织进行单细胞核转录组测序（snRNA-seq），分析了ERMS的瘤内异质性和肿瘤微环境。

研究结果

研究通过单细胞核转录组测序。从睾丸ERMS组织中共获得8868个肿瘤细胞和10147个正常细胞。异质性恶性亚型由6个亚群（C1-C6）组成，具有不同的增殖和迁移潜能。细胞轨迹分析显示，C1亚群可能是肿瘤的起始细胞，在RMS发展过程中转化为两种不同类型的恶性细胞C2和C5/6。差异表达的基因与细胞粘附和细胞外基质信号通路密切相关。此外，细胞亚群（巨噬细胞和肿瘤细胞、内皮细胞和肿瘤细胞）之间的相互作用分析表明，胶原相关基因COL6A1从ERMS的启动到整个恶性转化过程中起着关键作用。研究结果为了解睾丸ERMS的发生和进展提供了新的见解，并在开发睾丸ERMS诊断和标志物方面具有潜在的价值。

睾丸ERMS的SnRNA-Seq分析及细胞分型

图1通过单细胞转录组学分析鉴定出的睾丸ERMS中的细胞类型。

(A) 对睾丸ERMS肿瘤进行scRNA-seq的工作流程处理。(B)显示基因组区域差异表达基因的热图。(C) UMAP图显示了睾丸ERMS的主要细胞类型。(D)正常组织和肿瘤组织中特定细胞类型的百分比。(E) UMAP图显示了每种细胞类型中特异性标记物的表达情况。

睾丸ERMS不同亚群发育轨迹分析

图2睾丸ERMS中不同的恶性细胞亚群。

（A和B）通过UMAP分析确定了6个主要的恶性细胞亚群。(C)总结了正常组织和肿瘤组织中指定细胞类型的百分比。(D)每种细胞类型中特定标记物的热图。(E)6个亚群中MSigDB数据库中9个标志基因集GSEA的途径富集。(F)拟时序分析的颜色梯度从深蓝色到浅蓝色。拟时间的开始用深蓝色表示，结束用浅蓝色（上）表示。由Monocle2（下）生成6个亚簇的拟时间轨迹。(G)6个亚群中免疫检查点的关键基因表达。(H)6个亚群的基因表达热图。

在睾丸ERMS中肌样细胞的恶性转化过程中，细胞粘附和细胞外基质组织被激活

图3肌样细胞在睾丸ERMS中的作用。

(A)使用edgeR包鉴定了癌细胞和肌样细胞中的DEGs。红点表示基因上调；蓝点表示基因下调；灰色点表示基因无明显变化。(B)在癌细胞和肌样细胞中DEGs的富集途径术语。(C)癌细胞和肌样细胞中DEGs的富集生物学过程。癌细胞和肌样细胞的(D)SCENIC分析。

巨噬细胞中胶原途径和细胞外基质途径被激活

图4巨噬细胞在睾丸ERMS中的作用。

(A) UMAP图显示了睾丸ERMS中的3个巨噬细胞亚群。(B)总结了正常组织和肿瘤组织中指定细胞类型的百分比。(C) UMAP图显示了各亚群中巨噬细胞标记基因的表达情况。(D)显示3个亚群中免疫相关关键基因表达的热图。(E)3个巨噬细胞亚组中免疫检查点分子的GSVA分析。(F)拟时间的颜色梯度从深蓝色到浅蓝色。拟时间的开始用深蓝色表示，拟时间的结束用浅蓝色（上）表示。Monocle2（下）生成3个亚群的拟时间轨迹。(G)显示了在拟时间轨迹上表达水平变化最大的前10个DEG。颜色从蓝色到红色表示从低到高。(H)3个巨噬细胞亚群中前10个DEG富集的途径。

内皮细胞在ERMS的转移中起着关键作用

图5内皮细胞在睾丸ERMS中的作用。

(A) UMAP图显示睾丸ERMS中有3个内皮细胞亚群。(B)总结了正常组织和肿瘤组织中指定细胞类型的百分比。(C) UMAP图显示了各亚组中内皮细胞标记物的表达情况。(D)通过Monocle2生成了3个亚组内皮细胞的拟时间轨迹。显示3个亚组中免疫检查点的关键基因表达的热图。(E)根据DEGs表达趋势将内皮细胞分为3簇。颜色键从蓝色到红色表示从低到高。(F)3个内皮细胞亚组中DEG的富集生物学过程。(G)3个内皮细胞亚组的基因集变异（GSVA）分析。(H)内皮细胞3个亚组中免疫激活的关键基因表达。

胶原通路相关基因COL6A1是预后不良的标志

图6亚群之间的相互作用。

(A)显示了每个亚群之间的相互作用。(B)显示了各亚群之间的相互作用得分。（C和D）各亚群间相互作用的核心基因。(E)基于COL6A1表达变化的Kaplan-Meier图预测肉瘤患者无病生存率。

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参考文献

Xu X, et al. Single Nuclear RNA Sequencing Highlights Intra-Tumoral Heterogeneity and Tumor Microenvironment Complexity in Testicular Embryonic Rhabdomyosarcoma. Journal of Inflammation Research. 2022;15:493-507.