Cell Neighborhood(細胞鄰域)概念來自 2020 年 7 月份發表在 Cell 雜志上的文獻,標題為《Coordinated Cellular Neighborhoods Orchestrate Antitumoral Immunity at the Colorectal Cancer Invasive Front》,這項工作和研究思路,堪稱細胞空間鄰域研究的典范。 文獻數據背景作者選擇了 17 例 CLR 和 18 例 DII 患者的隊列,在腫瘤浸潤前構建免疫腫瘤微環境的組織芯片(圖1B和1C): CLR組:該組在腫瘤浸潤前沿表現出大量三級淋巴組織(TLSs)的從頭形成——“克羅恩樣反應”(Crohn’s-like reaction,CLR); DII組:這組定義為無 TLSs ,但存在彌漫性炎癥浸潤(diffuse inflammatory infiltration,DII); 臨床特征:CLR 組患者的總生存期遠長于 DII 組患者。 ![]() 細胞鄰域(cellular neighborhoods)定義CN:細胞鄰域(cellular neighborhoods、CNs),定義:We identified CNs as regions of the tissue with a specific local density of various CTs(cell types)。即空間切片組織中的一個區域,這個特定的區域由不同的細胞類型組成,這種區域可以反映一些特定的組織結構和生物學狀態。 那這個區域如何劃分呢,這是一個非常重要的點!下面是文章使用用了窗口進行的的一個定義: 窗口定義: For every cell in the tissue, its 10 nearest spatial neighbors, which we labeled its ''window,’’ were identified。 對于每一個細胞,他周圍的10個最鄰近的鄰居,定義為一個區域單位。(為什么是10個細胞,不是5個,不是20個?先保留一下這個疑問。) CN識別示意圖如下圖A:![]() CNs 的構建過程:
在 2023年7月19 號發表在 Nature 中的另一篇文獻《Organization of the human intestine at single-cell resolution》,也采用了這樣的分析策略,示意圖如下: ![]() 識別9個不同的CNs識別后的CNs可以使用什么方式進行展示呢,如圖B熱圖:
![]() 如圖C:CLR 和 DII 患者 CN 代表性 Vorsonoi 圖,插頁為H&E圖像 ![]() 圖D &E:Voronoi 圖顯示代表性的患者33 (D)和19 (E)的9種不同的CNs(左面板)和相應的7色圖像(右面板)。 ![]() 圖F:CLR 與 DII 患者的9種 CNs 頻率差異。每個點代表每個患者四個 TMA 核的平均 CN 頻率,水平線代表每個患者之間的平均頻率(***表示 p < 0.001, Student’s t 檢驗) ![]() 圖6A:TMA spots的Voronoi圖示例。不同顏色表示不同CNs,CN中的點表示CD4+(左)和CD8+ T細胞(右) ![]() 圖D:每個CN中CD4+ (FOXP3) T細胞、CD8+ T細胞和Treg細胞至少有一種功能標記(ICOS、Ki-67和PD-1)呈陽性的相對比例。 圖E:CN-1、CN-2、CN- 4和CN-6中標記陽性CD4+ T細胞、CD8+ T細胞和Treg細胞的CN特異性CT頻率的小提琴圖。 ![]() 結果說明:結直腸癌免疫腫瘤微環境的細胞鄰域特征:在不同病人Group間具有保守性。從細胞形成的空間結構來觀察患者樣本,而不僅僅是單個細胞的集合,將為iTME的組織過程提供見解。 算法實現這個方法作者放在github上:https://github.com/nolanlab/NeighborhoodCoordination 需要有python基礎,作者的代碼也提供的比較詳細,還有發表的這篇文獻相關的腳本 paper_submission.zip ![]() 去看看吧~ 文末友情宣傳強烈建議你推薦給身邊的博士后以及年輕生物學PI,多一點數據認知,讓他們的科研上一個臺階:
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