IF10.6!南京医科大学博士生用“单细胞测序+空间转录组”成功拿下《‌J Immunother Cancer》!

这篇发表于《Journal for ImmunoTherapy of Cancer》 的研究，由南京医科大学周佳辉、孙跃明、钟晨奕团队 完成，系统揭示了 KRAS突变结直肠癌中免疫抑制空间生态位 的细胞组成与信号机制。研究通过 单细胞与空间转录组整合分析，发现 Epi_01、Fib_CTHRC1和Mono_S100A8 三者共定位，经 MDK-SDC4 和 胶原-整合素 两条信号轴，协同招募免疫抑制细胞并构建物理屏障，导致淋巴细胞排斥。该研究将KRAS突变CRC的微环境解析从“分子描述”推向“空间生态位”层面，为克服免疫耐药提供了新视角。

文章题目：单细胞及空间转录组分析揭示了KRAS突变型结直肠癌中的免疫抑制空间微环境

发表期刊:Journal For Immunotherapy of Cancer

发表时间：2025年12月

影响因子：10.6/Q1

KRAS是结直肠癌中最常见的突变基因之一，在肿瘤发生、进展、免疫逃逸及治疗耐药中起关键作用。KRAS突变型CRC的高度异质性亟需更精准的个性化治疗策略

通过单细胞RNA测序和空间转录组学技术，结合Scanpy（数据预处理与聚类）、Cell2location（空间细胞类型解析）、CellChat/MISTy/stLearn（细胞通讯及空间依赖分析），全面解析KRAS突变型CRC的肿瘤微环境。

整合54例CRC单细胞数据，经质控获得136,890个细胞，注释出8个主要细胞类型（图1B-C）。

上皮细胞进一步分为10个亚群，其中Epi_01在KRAS突变样本中KRAS信号评分最高，其特异性标志基因为CEACAM1（图1D-F）。Epi_01比例在突变与野生型中相近，提示KRAS突变主要通过重塑微环境发挥作用。

KRAS突变组中成纤维细胞和髓系细胞比例显著升高，其中Fib_CTHRC1和Mono_S100A8为关键亚群。CellChat分析揭示Epi_01通过MDK-SDC4招募Mono_S100A8，Fib_CTHRC1通过COL1A1/COL1A2-ITGA2/ITGB1与Epi_01互作（图2E）。三者高表达均与不良预后及化疗耐药显著相关。

通过inferCNV分析发现，KRAS突变组呈现5个CNV亚群，野生型组仅4个（图3A），表明突变肿瘤异质性更高，可能与治疗耐药相关。Cell2location去卷积分析显示，突变组中Epi_01、Fib_CTHRC1和Mono_S100A8的丰度显著高于野生型组（图3C）。热图展示了34种细胞类型在不同空间生态位中的富集分布（图3E）。

通过MISTy框架分析细胞空间共定位，发现KRAS突变肿瘤中Epi_01与Mono_S100A8呈强烈共定位，而野生型中该关系较弱（图4A）。进一步构建同型细胞网络显示，突变组中Epi_01与Mono_S100A8的网络在空间上紧密交织，而Fib_CTHRC1的网络部分重叠于二者周围，提示其可能形成物理屏障（图4B）。野生型肿瘤缺乏Mono_S100A8和Fib_CTHRC1的网络，说明该空间结构为KRAS突变所特有。

图4. KRAS突变型与野生型结直肠癌组织中的细胞类型共定位及同型细胞相互作用程度

基于细胞组成聚类识别出6个空间生态位，其中CC5高度富集Epi_01与Mono_S100A8，集中分布于KRAS突变肿瘤的核心区，定义为KRAS突变特异性生态位（图5A）。CC6则以Fib_CTHRC1及大量CD4+/CD8+淋巴细胞为主要成分，呈周边环绕分布，可能作为纤维屏障排除淋巴细胞浸润（图5B-C）。野生型肿瘤中未见CC5和CC6结构，进一步证实该空间组织模式为KRAS突变所特有。

图5. KRAS突变型与野生型结直肠癌组织中的组成簇及其细胞组成

KRAS突变组中Epi_01、Fib_CTHRC1、Mono_S100A8呈高频空间邻接并形成紧密网络，野生型组中该网络完全缺失。证实Fib_CTHRC1在外周形成物理屏障，三者共同构建KRAS突变特异的免疫抑制生态位【图6】。

图6 KRAS突变型与野生型结直肠癌组织中的异型细胞相互作用及空间分布

构建KRASG12D/+；Villin-Cre小鼠，证实突变组中Fib_CTHRC1和Mono_S100A8比例显著升高，与突变上皮细胞通过MDK-SDC4和胶原-整合素信号轴互作（图7）。

mIHC进一步验证CEACAM1、CTHRC1、S100A8在KRAS突变组织中空间共定位，且CTHRC1呈环绕分布，形成免疫抑制屏障（图8）。

图8. 细胞标志物的空间分布及KRAS突变TME的拟议模型

该研究将KRAS突变的研究视角从“细胞内信号”成功转向了“空间微环境”。Epi_01–Fib_CTHRC1–Mono_S100A8这一轴心为开发针对KRAS突变CRC的联合免疫疗法提供了全新的理论依据和靶点库。