本期遗传学与整合组学课题组为大家带来的是年发表在NatureMedicine的"Asingle-celllandscapeofhigh-gradeserousovariancancer"一文，以单细胞转录组测序为技术手段，对人高级别浆液性卵巢癌腹水组织及人源异种移植模型的肿瘤组织进行分析，揭示了腹水样本及铂剂治疗耐药细胞群的分子特征，发现JAK-STAT通路高度激活，提示抑制该通路可能是克服铂剂耐药及肿瘤转移的一个新方法。
一、研究结果在我国，每年约有1.5万名女性死于卵巢癌，卵巢癌死亡率居于妇科生殖系统恶性肿瘤的首位，五年生存率约为48.6%。高级别浆液性卵巢癌（high-gradeserousovariancancer，HGSOC）起源于卵巢或输卵管，由于其诊断时多为晚期，恶性腹水发生率高，且往往对化疗有获得性耐药，因此其死亡数在全部卵巢癌死亡数中占比极高。目前针对该肿瘤的标准疗法为减瘤手术和铂剂化疗，但约80％的患者对持续化疗不敏感。另一方面，在诊断为晚期转移性HGSOC后，却有六分之一的患者可保持无病生存状态超过10年。目前尚未阐明铂剂耐药相关的分子机制，也缺乏可将耐药患者进行区分的临床指标。因此，发现与腹水发生及铂剂耐药相关的肿瘤分子特征、阐明分子机制具有十分重要的临床意义。
二、简介晚期高级别浆液性卵巢癌（high-gradeserousovariancancer，HGSOC）的女性经常发生恶性腹水，并与耐药性和预后不良相关。为了全面表征晚期高级别浆液性卵巢癌（HGSOC）腹水微环境，研究者使用单细胞RNA测序对11例HGSOC患者的22个腹水样本中约11,个细胞进行了分析。研究者发现腹水细胞的组成和功能亚群（包括免疫调节性成纤维细胞亚群和巨噬细胞亚群）在患者间差异很大。以往发现的具有预后意义的HGSOC免疫反应性和间充质亚型，反映了免疫浸润和成纤维细胞的丰度，而不是恶性细胞的不同亚群。恶性细胞异质性一定程度上表现在拷贝数变异或干性基因表达模式的异质性。恶性细胞共有的炎性相关基因表达模式在另外收集样本的约35,个细胞的单细胞RNA测序中得到了重复（包括三个腹水样本、两个原发肿瘤样本和三个人源腹水样本的异种移植模型（patient-derivedxenograft，PDX））。恶性细胞中和肿瘤相关成纤维细胞中具有JAK-STAT高表达的特征，在短期原代细胞和PDX模型中应用JAK-STAT抑制剂体现出明显的抗肿瘤活性。该工作揭示了HSGOC腹水的单细胞图谱，并为开发新型治疗方法提供了依据。
三、实验思路四、研究结果该研究包括发掘阶段和验证阶段2个队列。发掘阶段包括来自11位患者的22个腹水组织样本，验证队列包括3个腹水样本和2个原发性癌组织样本。该研究采用了3种互补的策略：首先，为了获得腹水的单细胞全景图谱，对来自发掘队列中6个患者的8个腹水样本进行了液滴法scRNA-seq；其次，对来自发掘队列中6位患者的14个腹水样本进行肿瘤细胞流式（EPCAM+CD24+）分选后进行全长scRNA-seq（SMART-seq）；最后，使用来自theHumanTumorAtlasPilotProject（HTAPP）的三个腹水样本和两个原发性肿瘤样本进行单细胞测序验证本研究的发现（Figure1a）。
首先使用发掘队列的腹水样本进行液滴法单细胞测序分析，共发现18个细胞亚群，包括内皮细胞、巨噬细胞、肿瘤相关成纤维细胞、树突状细胞、B细胞、T细胞等（Figures1b-d）。尽管去除了CD45+细胞，免疫细胞仍占多数，平均每个样本约67%（4-98%）。Figure1c展现了不同患者样本的细胞比例构成，分析发现在癌细胞之间有明显的患者间异质性（Figures1b-d），这种异质性与以前患者的治疗史无关。在不同的患者间，cancer-associatedfibroblasts（CAFs）和巨噬细胞具有相似的基因表达模式，差异性与治疗史没有显著关联（FigureS1c）。在肿瘤相关成纤维细胞中，研究者发现不同的细胞状态，例如与cluster6，7相比，cluster8和9中有补体因子（C1QA/B/C和CFB），趋化因子（CXCL1/2/10/12）和细胞因子（IL6和IL10）高表达的亚群（Figure1e和FigureS2b）。巨噬细胞可以分为cluster10和cluster13两个群，组成cluster13主要来源于一个患者，组成cluster10来源于多个患者。为探究患者自身的肿瘤异质性，研究者主要