大家好，欢迎观看《时空日报》第135期。本期介绍的时空/细胞组学相关研究文章共计3篇。以下是应用时空云平台STOmics Cloud的StereoCopilot模块生成的文章概要，并辅以人工审核，供了解参考。
1、单细胞和空间分析鉴定三阴性乳腺癌对帕博利珠单抗和放射治疗的三种应答轨迹
Single-cell and spatial profiling identify three response trajectories to pembrolizumab and radiation therapy in triple negative breast cancer
Cancer Cell; IF:50.300; DOI: 10.1016/j.ccell.2023.12.012
内容概要：
① 为更好地识别可以从单独的免疫疗法中受益的患者，或者可能需要化疗或放疗等额外疗法来克服耐药性的患者，该研究采用单细胞转录组学和空间蛋白质组学分析了在基线（baseline）、一个周期的帕博利珠单抗（pembrolizumab）治疗以及在第二个周期的帕博利珠单抗+放射治疗的三阴性乳腺癌活检样本。
② 该研究通过12个不同的空间区域描述了免疫细胞和非免疫细胞的关系；发现了两种应答者类型，其中一种具有预先存在的免疫应答；另外一种应答类型仅在αPD1和放射治疗后表现出免疫应答；而无应答者治疗前后均缺乏免疫浸润。
③ 具体而言，无应答者（non-responders）在治疗前后缺乏免疫浸润，并且表现出最小的治疗引起的免疫变化。应答者分为两组，在治疗前可通过classifier进行区分，其中一组在治疗前具有较高的主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex）表达和三级淋巴结构证据，并表现出抗肿瘤免疫力。另一组应答者在基线时类似于无应答者，只有在联合治疗后才会产生最大的免疫应答，其特征是细胞毒性T细胞和抗原呈递骨髓细胞相互作用，这也反映在三阴性乳腺癌小鼠模型中。
④ 总之，该研究揭示了三阴性乳腺癌抗PD-1治疗和放射治疗后肿瘤免疫微环境中发生的表型和空间变化，并确定了与早期应答者、晚期应答者和无应答者相关的三种空间分布。
疾病研究/免疫学研究；三阴性乳腺癌，免疫治疗，免疫应答，放射治疗，单细胞转录组，空间蛋白组；Stephen L. Shiao, Kenneth H. Gouin III, Nathan Ing, Alice Ho, Heather McArthur, Simon R.V. Knott; Cedars-Sinai Medical Center, Duke University Medical Center, University of Texas Southwestern Medical Center; USA.
2、细胞表型中组织细胞邻域的无监督和监督发现
Unsupervised and supervised discovery of tissue cellular neighborhoods from cell phenotypes
Nature Methods; IF:48.000; DOI: 10.1038/s41592-023-02124-2
内容概要：
① 目前对组织中的不同细胞如何自我组织以支持组织功能知之甚少。该研究描述了CytoCommunity算法，用于根据细胞表型及其空间分布来识别组织细胞邻域（tissue cellular neighborhoods，TCN）。
② CytoCommunity使用图神经网络模型直接学习从细胞表型空间到TCN空间的映射，无需对细胞嵌入进行中间聚类。通过利用图池化（graph pooling），CytoCommunity能够在样本标签的监督下从头识别特定条件和预测性TCN。
③ 通过使用多种类型的空间组学数据，研究证明了CytoCommunity可以识别不同大小的TCN，并且与现有方法相比具有显著改进。通过分析风险分级的结直肠癌和乳腺癌数据，CytoCommunity揭示了针对高风险肿瘤的新的富含粒细胞和癌症相关成纤维细胞的TCN，并改变了TCN内部和TCN之间的肿瘤与免疫或基质细胞之间的相互作用。
④ 总之，CytoCommunity可以对空间组学图谱进行无监督和监督分析，并能够发现跨空间尺度的特定条件的细胞间通讯模式。
生信工具；组织细胞邻域，图神经网络，监督，细胞通讯，空间组学数据；Yuxuan Hu, Kai Tan; 西安电子科技大学, Children’s Hospital of Philadelphia, University of Pennsylvania; 中国，USA.
3、广泛结节型髓母细胞瘤的区室通过沿颗粒前体细胞谱系的分化连接
Compartments in medulloblastoma with extensive nodularity are connected through differentiation along the granular precursor lineage
Nature Communications; IF:16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-44117-x
内容概要：
① 广泛结节型髓母细胞瘤（medulloblastomas with extensive nodularity，MBEN）是一种小脑肿瘤，其特点是具有两个不同的区室（compartments）和不同的疾病进展。在MBEN中，目前对控制增殖和分化之间平衡的机制仍然知之甚少，该研究通过多模式单细胞转录组分析了这一过程。
② 在结节间（internodular）区室中，研究鉴定出了小脑颗粒神经元前体（cerebellar granular neuronal precursor，CGNP）样恶性细胞、间质细胞、血管细胞和免疫细胞。相反，在结节（nodular）区室中发现了有丝分裂后、神经分化的恶性细胞。两个区室通过一个类似活跃迁移的CGNPs的中间细胞阶段连接在一起。
③ 值得注意的是，研究还在两个区室之间的过渡区迁移和分化的细胞中发现了星形细胞样的恶性细胞。总之，该研究揭示了空间组织结构及其与发育轨迹的联系导致了更良性的肿瘤表型，这一综合方法有望进一步探索具有不同组织学的其他癌症区室间的相互作用。