Cancer Cell | 王凌华新作堪称典范！单细胞空间多组学透视泛癌肿瘤微环境，揭示CAFs的空间分型特征！

采集8种癌组织类型（包括非小细胞肺癌、乳腺癌、结肠癌、前列腺癌、子宫癌、卵巢癌、肝癌和黑色素瘤）的24张组织切片，区分特征性的空间CAF亚型，了解CAF亚型在不同癌症中的保守性，以及它们与特定TME的相关性和临床相关性。

利用CosMx和MERSCOPE平台的单细胞空间转录组数据在8种癌组织类型中鉴定出四种相对保守的CAF亚型，分别为：

s1-CAF：邻近肿瘤细胞，高表达ACTA2、TGFB1（类似myCAF），介导基质重塑与免疫抑制。

s2-CAF：富集于基质区，表达IL6、LIF，促进炎症反应。

s3-CAF：与髓系细胞共定位，高表达PDGFRB、CXCL14，参与血管生成。

s4-CAF：定位于三级淋巴结构（TLS），表达抗原呈递基因（HLA-DR）及趋化因子（CCL19），促进淋巴细胞募集。

通过差异分析和功能分析了解CAF不同空间亚型的功能特性：

s1-CAF：通过ECM（细胞外基质）成分与癌细胞互作，与免疫逃逸、肿瘤迁移、血管生成、癌细胞增殖密切相关。

s2-CAF：与基质niche中的内皮细胞和T细胞发生互作，影响T细胞迁移和应答。

s3-CAF：通过与巨噬细胞和中性粒细胞互作，影响免疫细胞行为，造成免疫逃逸，促进肿瘤活性。

s4-CAF：与B/T细胞互作，促进TLS生成，支持T细胞增殖和B细胞分化。

通过各类平台组学数据（包括CosMx、MERSCOPE、Visium ST）的整合优化，计算出各CAF亚型在不同癌症中的分布比例与特征。

s1-CAFs存在于79%的组织切片中，其中大部分为边界清晰的癌组织。

s2-CAFs是最常见的亚型，存在于所有组织切片中。

s3-CAFs较少出现，存在于38%的切片中，主要来自肺癌、肝癌和结肠癌。

s4 - caf在肺癌、黑色素瘤和前列腺癌中含量最多，但在乳腺癌和卵巢癌中含量最少

基于10x Xenium平台最新的5K gene panel对靶点的精准定位和肿瘤基因的全面覆盖及其与上述平台结果的一致性，一方面定义了更精细的癌细胞亚群及其微环境变化，另一方面探究了癌细胞亚群与CAF亚群之间的精准通讯信号。

首先，不同的癌细胞亚群周围互作的CAF亚群也有所不同，例如State 1癌细胞会有较高水平的s1-CAF和较低水平的T细胞浸润，State 2癌细胞的T细胞浸润最高，而State 3癌细胞在低水平的s1-CAF和T细胞区域富集。其次，由于Xenium 5K gene panel的全面基因覆盖度，还可以识别3种癌细胞之间的差异和信号通路，例如State 1癌细胞表达高水平的免疫逃避相关基因（CD47、89、CD44、CCL28和NT5E (CD73) ），State 2癌细胞高表达增殖相关基因（TERT和ALK）和应激反应基因（SESN3），而State 3癌细胞高表达血管生成相关基因（S1PR3）和血管完整性基因（TMEM100）。最后，通过Xenium的超高分辨率，发现s1-CAFs与癌细胞之间最有可能通过THBS1-CD47发生交互，而作为关键免疫排斥机制的CXCL12-CXCR4互作相对较低。这些发现揭示了s1-CAF与肿瘤细胞之间的复杂交互，并强调了空间相互作用（如THBS1-CD47轴）在促进免疫逃逸中的潜在作用。

该研究通过Xenium 5K gene panel的精准检测及其与多组学的完美整合与空间解析，揭示了CAFs的保守亚型及其对肿瘤免疫微环境的调控网络，为精准治疗提供了新的靶点与生物标志物。