IF10.1,东南大学/南京医科大团队,单细胞+空转整合,挖掘TGF-β通路与肿瘤成纤维细胞交互!

单细胞和空间转录组，前者能明确细胞亚群，后者能明确细胞的空间定位，是当前的热门技术！很多朋友都想赶上这波红利，却受测序的成本限制。所以，生信路给大家支个招——利用公共数据进行二次挖掘，就不再受样本和经费的制约。而且，这种模式也逐渐成为主流，生信路后台收到不少协助数据查找的留言，所以就一鼓作气在本月分享了十几篇这类文章！大家需要查询哪些方向的数据，都欢迎滴滴生信路。今天分享的优秀范文是来自于东南大学/南京医科大学/蚌埠医科大学等团队，发表在“Int J Surg（IF10.1的中科院二区期刊）”上，基于TGF-β通路，识别结直肠癌的风险模型，其亮点如下：

1，如何选择新的角度？TGF-β通路非常经典，那怎么做出新意？作者不仅关注了TGF-β通路，还筛选其中核心基因，更是要明确其具体的细胞亚群，这种“从通路到细胞再到分子”的逐层追问，兼具临床预后价值与分子机制的深度，值得我们参考。          2，如何确定基因/细胞亚群？作者借助于“转录组/单细胞/空间转录组数据+机器学习分析方法”以及干湿结合，鉴定出来TGF-β通路的核心基因——RCN3，并将其定位至肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）中，将问题具体化（如前所述，单细胞和空间转录组，前者能明确细胞亚群，后者能明确细胞的空间定位，是当前的热门技术！利用公共数据进行二次挖掘，就不再受样本和经费的制约。滴滴生信路，从数据查找、筛选到分析，统统能帮助你！）。          3，如何提高性价比？作者基于公共数据中的转录组、单细胞和空转数据的生信分析，显著的降低了数据获取成本；同时结合体内/外实验进行干湿结合，明确该基因的分子互作，既有创新性又提高性价比。          当前单细胞+空转的研究正进入火热阶段，造就了公共数据库中丰富的测序数据，现在进行挖掘正是优秀时机——更早做的话，缺乏足够的数据；更晚做的话，思路烂大街，文章降分；如需查找数据、生信分析协助，都可以滴滴生信路团队，十余年技术沉淀，主打专业+靠谱！

设计思路

1）多组学整合与风险模型构建：对3,000例CRC样本的公共数据，使用单样本GSVA、共识聚类及WGCNA分析，筛选出与TGF-β相关的基因模块；结合机器学习算法，构建12个基因的TGF-β风险标记物（TGFRS）。

2）单细胞与空间定位解析：对scRNA-seq数据，使用SingleR、CopyKAT及CellChat，鉴定出RCN3+的肿瘤成纤维细胞（CAF）亚群；利用SpaCET空间转录组，定位RCN3+CAF细胞与肿瘤及M2巨噬细胞的空间共分布。

3）体外和体内功能验证：对CAF细胞，采用过表达/CRISPR敲除RCN3基因，通过CCK-8、Transwell、THP-1极化实验及裸鼠移植瘤模型，验证其促EMT、促M2极化及加速肿瘤生长作用。

4）分子机制与药物筛选：对TGF-β-RELB-RCN3轴，使用SCENIC、ChIP-qPCR及Western blot明确RELB直接激活RCN3；结合oncoPredict、分子对接与动力学模拟，筛选并验证达沙替尼选择性抑制RCN3+CAF细胞。

主要结果

1. TGF-β通路激活与预后/免疫治疗反应的关系

通过对3000例结直肠癌样本的多组学分析，发现TGF-β信号通路在肿瘤组织中显著激活，且其活性与晚期TNM分期、较差的总生存期（OS）和无复发生存期（RFS）密切相关。高TGF-β活性还与免疫检查点抑制剂（ICI）治疗失败显著相关，提示其可作为免疫治疗耐药的预测标志。

2. TGF-β相关风险模型（TGFRS）构建与验证

通过机器学习构建了一个包含12个基因的TGF-β相关风险评分模型（TGFRS），在训练集和验证集中均表现出优异的预后预测能力。TGFRS能独立预测免疫治疗反应，具有良好的临床转化潜力。

3. TGFRS高风险肿瘤的免疫微环境特征

TGFRS高风险肿瘤表现出免疫抑制性微环境特征，包括CAFs和M2型巨噬细胞富集、CD8+ T细胞和NK细胞减少。单细胞分析进一步揭示，成纤维细胞是TGFRS信号的主要来源，且与肿瘤细胞和髓系细胞存在频繁的配体-受体互作。

4. RCN3是TGFRS的核心驱动基因并特异性表达于CAFs

SHAP分析显示RCN3对TGFRS风险评分贡献最大。RCN3在肿瘤组织中显著上调，且几乎只在癌相关成纤维细胞（CAFs）中表达。其高表达与不良预后密切相关，提示RCN3+ CAFs可能是推动肿瘤进展的关键基质细胞亚群。

5. Dasatinib作为RCN3+Fib潜在靶向药物的发现

药物敏感性分析发现，达沙替尼（Dasatinib）对RCN3+Fib具有选择性杀伤作用，分子对接和动力学模拟证实其可与RCN3蛋白稳定结合。该结果为靶向RCN3+ CAFs提供了潜在的治疗策略，支持其作为联合免疫治疗的候选药物。

生信路点评

整体来讲，本文是一篇干湿结合的优秀案例。作者基于“单细胞和空转”的数据，探讨信号通路的作用机制及潜在的治疗靶点，还验证出关键基因及其调控通路。想结合单细胞和空转进行数据分析的朋友，这篇文章就是一个很好的范例，全程无需测序，公共数据集就能帮你搞定，不会分析数据不要紧，直接找生信路团队，生信分析更不在话下，有需要随时call我即可！