这两年很火的概念“细胞邻域”，关注空转和单细胞的你不了解一下？|免疫性疾病|单细胞|巨噬细胞|微环境|细胞邻域|肿瘤|转录组

来源：市场资讯

（来源：小张聊科研）

今天介绍一个这几年在很多高分文章上经常出现的一个概念——细胞邻域（Cellular neighborhoods, CN）。

细胞邻域(CN)是指细胞在组织中与其周围细胞形成的局部微环境，这些细胞通过细胞间相互作用、信号传导和物理接触等方式协同工作，共同维持组织的正常功能或推动疾病进展。细胞邻域的概念强调了细胞在空间上的组织性和功能上的协同性。

通俗一点理解，细胞邻域(CN)就像是细胞的“社区”，细胞们住在一起，互相交流、合作。在健康的身体里，它们一起维持秩序；但在疾病中，比如癌症，肿瘤细胞会拉拢周围的细胞，形成一个“坏社区”，帮助自己生长、躲避免疫系统的追捕。

所以很自然的，我们就想到了几个相关的概念，比如微环境：细胞邻域提供了细胞间相互作用的细节，而微环境则提供了细胞所处的整体环境背景；再比如三级淋巴结构（TLS）就是一种细胞邻域(CN)的类型：

研究通过分析头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）的肿瘤免疫微环境，识别出11种细胞邻域（CNs），包括冷肿瘤CN、热肿瘤CN、肿瘤周围CN、血管CN、间质CN、NK细胞富集CN、M1巨噬细胞富集CN、中性粒细胞富集CN、髓系抑制细胞富集CN、TLS1和TLS2。

下面我们通过最近发表在Cell Reports Medicine上的一项研究，看一下关于细胞邻域(CN)的研究思路：

原发性和转移性食管腺癌不同临床阶段的细胞状态和邻域。

研究通过多组学分析，揭示了食管腺癌（EAC）在不同临床阶段的细胞状态和空间异质性：

1. 五个恶性细胞程序：通过单细胞核转录组测序（snRNA-seq）和染色质可及性测序（snATAC-seq），识别出五个恶性细胞程序（cNMF1至cNMF5），分别对应未分化、中间态、分化、上皮-间充质转化（EMT）和细胞周期程序。

2. 肿瘤微环境（TME）的异质性：识别出肿瘤相关巨噬细胞（TAM1和TAM2）、淋巴细胞和癌症相关成纤维细胞（CAFs）的不同亚群，其中iCAFs在转移性肿瘤中富集，并与免疫检查点抑制剂（ICI）治疗反应相关。

3. 空间分布特征：利用空间转录组学技术（Visium和Xenium），发现恶性细胞程序在肿瘤内部具有不同的空间分布，且与TME细胞类型存在显著的相互作用。

4. 临床相关性：cNMF4程序与较低的T和N分期相关，且在未经ICI治疗的患者中与更好的生存预后相关，而cNMF5程序在ICI治疗有反应的患者中富集。

最后我们重点看关于细胞邻域的方法和发现：

1. 空间转录组学技术

使用了两种空间转录组学技术：Visium和Xenium，以解析细胞的空间分布和相互作用。

Visium：通过对福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织切片进行原位杂交和测序，生成了包含18,536个基因的基因表达数据。作者利用InferCNV工具推断每个细胞的拷贝数变异（CNV）状态，并将细胞分为肿瘤区域、混合区域和正常区域。

Xenium：利用单细胞分辨率的原位杂交技术，生成了包含5,000个基因的基因表达数据。Xenium技术能够直接在组织切片上检测单个细胞的基因表达，提供了更高的空间分辨率。

2. 细胞邻域的识别方法

CellCharter：作者使用CellCharter工具识别了肿瘤中的空间细胞邻域。

NCEM（Node-Centric Expression Models）：作者利用NCEM模型分析了细胞类型之间的相互作用。

3. 细胞邻域的发现

Visium数据中的细胞邻域：通过Visium数据，作者发现恶性细胞程序（如cNMF1、cNMF4等）在肿瘤内部具有不同的空间分布。例如，cNMF1主要分布在肿瘤核心，而cNMF4更多地分布在肿瘤边缘。此外还发现某些细胞类型（如iCAFs、TAM1巨噬细胞和树突状细胞）与特定的恶性细胞程序存在显著的空间关联。

Xenium数据中的细胞邻域：在Xenium数据中，作者进一步验证了Visium数据的发现。例如，cNMF4和cNMF5在特定肿瘤区域中强烈表达，并且与高cNMF1表达的区域共表达。此外，作者还发现某些细胞类型（如iCAFs和TAM1巨噬细胞）在肿瘤中形成了特定的空间邻域。