你有没有想过同样是负责杀伤肿瘤的NK细胞在不同癌种里为什么有的战斗力强有的却“躺平”失效2023年9月14日Cell上线了北京大学张泽民团队领衔的研究首次在单细胞水平画出24种癌症的NK细胞全景图。今天我们就来拆解一下这篇生信文章A pan-cancer single-cell panorama of human natural killer cells。研究概述这篇研究整合了716例癌症患者、24个癌种的单细胞RNA测序数据搭建了目前规模最大的泛癌NK细胞单细胞图谱。研究重点解析了肿瘤微环境中NK细胞的亚群组成、组织浸润特征、功能异常状态以及免疫细胞间的调控关系为NK细胞相关肿瘤免疫治疗提供了直接的数据基础。实验设计研究纳入716例肿瘤患者与60例健康人样本来源包括肿瘤组织、癌旁组织、外周血及淋巴结覆盖24种癌症类型。以**CD3⁻CD56⁺/KLRF1⁺**的策略筛选高纯度NK细胞最终得到160,011个合格NK细胞。主要采用10x Genomics单细胞转录组测序同时用流式细胞术、多重免疫荧光进行实验验证。整体设计围绕两大经典NK细胞亚群CD56brightCD16lo、CD56dimCD16hi展开逐级解析亚群异质性、组织标志物、功能状态与细胞互作。研究结果图1构建泛癌NK细胞单细胞图谱鉴定14个NK细胞亚群呈现发育与功能分化特征。图2NK细胞亚群组成具有肿瘤类型特异性受器官背景与肿瘤微环境共同塑造。图3RGS1是组织浸润NK细胞的高特异性转录标志物优于传统CD69、CD49a。图4鉴定肿瘤富集的TaNK细胞c6-DNAJB1呈应激高表达、细胞毒性降低的功能异常状态。图5TaNK细胞丰度与患者不良预后、免疫检查点抑制剂治疗耐药相关。图6LAMP3⁺树突状细胞通过IL-15、TIGIT轴调控CD56dimCD16hiNK细胞功能。图7肿瘤患者外周血NK细胞亚群组成与功能发生系统性改变。数据分析生信分析单细胞转录组学• 数据质控过滤低质量细胞、双细胞校正线粒体基因比例。• 批次校正使用BBKNN消除患者与数据集批次效应。• 细胞分群两轮Leiden无监督聚类鉴定NK细胞亚群。• 标志物筛选差异表达分析、敏感性与特异性评估鉴定RGS1等标志物。• 轨迹分析RNA velocity与伪时间分析解析TaNK细胞分化轨迹。• 调控网络SCENIC分析转录因子调控模块。• 细胞互作CellPhoneDB预测NK细胞与免疫细胞配体-受体互作。组学联合分析• 单细胞转录组联合TCGA转录组数据解析TaNK细胞与预后的关联。• 单细胞数据联合流式、免疫荧光验证结果确认细胞亚群与功能表型。统计分析采用Kruskal-Wallis检验、Wilcoxon检验、配对t检验分析组间差异Kaplan-Meier与Cox回归分析生存预后Pearson相关分析细胞丰度相关性置换检验评估标志物效能Benjamini-Hochberg校正多重检验。总结研究意义1. 构建全球最大规模泛癌NK细胞单细胞图谱系统揭示肿瘤浸润NK细胞的亚群异质性与肿瘤类型特异性。2. 发现RGS1为组织浸润NK细胞的新型标志物鉴定功能异常的TaNK细胞亚群。3. 阐明LAMP3⁺DC对NK细胞的调控机制明确TaNK细胞可作为预后标志物与免疫治疗潜在靶点。4. 揭示肿瘤患者外周血NK细胞的系统性改变为NK细胞靶向治疗提供理论与数据支撑。文章复现这篇文章的原始数据和生信分析代码都公开了非常全面。• 原始测序数据GSA编号HRA000321• 基因表达数据GEO编号GSE212890• 分析代码仓库https://github.com/TangFei965/pan-NK• 在线可视化门户http://pan-nk.cancer-pku.cn/推荐阅读中国银河生信云平台UseGalaxy.cn致力于生信平权。海量云端算力、8000生信工具结合AI推动生信进入3.0时代数据分析从本地到云端从手工到 AI。生信3.0时代交流群加入免费领取学习资料。紧跟时代步伐掌握最前沿的生信技术和资源。最佳Galaxy生信云平台教程从入门到精通图文版转录组分析流程和工具大全最强总结全网最佳WGCNA分析教程一键完成如何自学生物信息学从菜鸟到专家精品课程生信 3.0 时代单细胞分析跨入“云平台AIPython”新纪元Galaxy平台操作入门 RNA-seq数据分析实战咨询小助手usegalaxy