【肝脏篇】单细胞及空间多组学新研究汇总

从2020年至今，肝脏单细胞多组学通过技术创新与多学科交叉，在解析肝脏病理机制、发现治疗靶点及预测疾病模型等方面取得了一些创新性进展。截止目前，在Pubmed中共检索到1271篇，从2020年到2025年共发表了745篇（其中10分以上的为155篇，占比为21%），从这里可以看出，该领域研究热度依然不减。

（手动统计整理，可能会有微小出入啦）

总体来说，聚焦于以下几方面：

未来，随着单细胞空间多组学技术的进一步发展，以及临床转化研究的深入，肝脏疾病的精准诊疗有望迎来新的变革。具体有哪些新研究，接着往下看啦！

肝窦内皮细胞（LSECs）是位于肝窦内的高度分化的内皮细胞，在维持肝内皮细胞区域的稳态中发挥关键而不可或缺的作用。单细胞测序为肝血窦内皮细胞的Marker鉴定提供了有力的工具。基于Kaljcka等人建立的内皮细胞单细胞转录组图谱，分析了LSECs的表达模式，发现了18个基因同时属于肝脏特异性EC的Top50和肝脏特异性毛细血管内皮的Top50，且在这18个基因中，只有Adam23、Clec1b、Dnase1l3和 Oit3表现出显著的肝脏特异性表达。进一步分析发现，在胚胎第14天（E14）、E14.5、E18或成年鼠的肝脏中观察到了Oit3高表达。有趣的是，Oit3+细胞的空间分布与肝窦内皮细胞完全吻合。这些数据表明：Oit3应该是LSECs的选标记基因。此外，该研究构建了诱导型Oit3驱动的CreERT2转基因小鼠。在Oit3-CreERT2-tdTomato小鼠肝脏中，tdTomato红色荧光与Lyve1、VE-Cadherin大部分共定位，证明了tdTomato对LSECs的成功标记。98.76%的tdTomato阳性细胞为CD31阳性，显示出良好分化的LSEC特异性疏孔状结构，且CD31、VE-Cadherin、VEGFR2和VEGFR3在tdTomato阳性细胞中明显富集。

肺纤维化是一种以肺泡结构破坏、细胞外基质过度沉积为特征的致命性疾病，预后极差且缺乏有效根治手段。单细胞转录组揭示LEPR⁺肺泡成纤维细胞是病理性成纤维细胞的主要来源。在肺纤维化模型中，82% LEPR⁺细胞转化为 α-SMA⁺肌成纤维细胞和 CTHRC1⁺POSTN⁺病理性成纤维细胞，证实其为纤维化的核心效应细胞。scATAC-seq 分析表明，病理性成纤维细胞中 RUNX2 结合基序的染色质开放度为正常细胞的 3.2 倍，可直接结合 Col1a1、Postn 等纤维化基因的启动子并激活其表达；RUNX2 在纤维化区域的表达量为正常组织的 8 倍，是调控肺泡成纤维细胞向病理性表型转化的关键因子。Scube2-CreERT2 介导的肺泡成纤维细胞特异性敲除RUNX2，可使纤维化程度降低 45%，羟脯氨酸含量下降 40%，且不影响正常肺功能。

溶瘤病毒通过靶向癌细胞进行选择性复制和裂解，从而刺激抗癌免疫，提供了一种新的机制。这些病毒不仅破坏癌细胞，还会释放与癌症相关的新抗原，增强全身抗肿瘤免疫力。VG161是一种工程化的溶瘤单纯疱疹病毒，表达IL-12、IL-15、IL-15Rα和PD-1–PD-L1阻断融合蛋白。VG161耐受性良好，没有观察到剂量限制性毒性，并且它通过重塑肿瘤免疫微环境和重新敏化先前对全身治疗有抗性的肿瘤而显示出有希望的疗效。研究表明VG161在难治性HCC患者中展现出良好的安全性和初步疗效，为三线治疗提供了新选择。其作用机制涉及重塑肿瘤免疫微环境、激活系统性抗肿瘤免疫，并可能逆转既往治疗耐药。亚组分析提示，VG161联合检查点抑制剂或后续系统治疗 （PST） 可进一步延长生存。同时证实，常用抗乙肝药物 （如恩替卡韦） 不影响VG161的复制或疗效，这对乙肝高发的HCC患者至关重要。

肝脏是一个关键的多功能器官，肝脏相关的疾病是广泛存在的公共健康问题，然而人类对肝脏内细胞的组成、分布和功能仍旧缺乏理解。利用单细胞测序技术，从九个人类肝组织中收集了10000个单细胞转录组数据，构建了一个肝脏内细胞的单细胞测序图谱，鉴定并标记了已知的肝脏内细胞类型。随后，利用单细胞图谱分析了EPCAM+细胞聚类中的细胞异质性，并从中鉴定出了一种未被识别过的具有双向分化能力的祖细胞。

西湖大学/上海市免疫治疗创新研究院董晨院士、中国解放军总医院卢实春教授、深圳湾实验室张雷研究员等团队合作，揭示了在接受抗PD-1联合仑伐替尼治疗的癌症患者中与临床预后相关的T细胞应答及耐药机制。肿瘤浸润的GZMK⁺CD8⁺ Teff/Tem细胞对联合治疗呈现良好应答。进一步的整合分析表明，cTem细胞与联合治疗的应答特异性相关，而Tpex细胞则对联合治疗和抗PD-1单药治疗均有帮助。值得注意的是，KIR⁺CD8⁺ T细胞亚群和FOXP3⁺ CD4⁺调节性T细胞在联合治疗后的无应答者中特异性富集。这些发现加深了对免疫应答和耐药机制的理解，鉴定了一系列具有极大前景的潜在治疗性靶点和生物学标志物，为体外扩增肿瘤特异性T细胞贡献了新方法。

细胞毒性T淋巴细胞（CTL）是抗肿瘤免疫的关键效应细胞，它们的浸润通常是有效的免疫检查点阻断（ICB）治疗的预测性生物标志物。一小部分肿瘤内富集CTL的患者能从ICB疗法中获益，然而CTL在人类癌症中是否以及如何发挥促癌作用尚不明确。对肝细胞癌（HCC）患者的单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组学分析表明，尽管存在组织驻留效应细胞表型，但CD103⁺CTL的聚集预示着接受多种治疗的HCC患者的不良临床结局。揭示了HCC中，癌周巨噬细胞通过内质网（ER）相关的降解机制介导的胞质途径途径将抗原交叉呈递给肿瘤反应性细胞毒性T淋巴细胞（CD103⁺CTL），这一过程导致CD103⁺CTL滞留在癌周区域，从而激活巨噬细胞中的NLRP3炎症小体，促进肝癌进展和免疫治疗抵抗。相应地，靶向肿瘤微环境中CD103⁺CTL重新分布的治疗策略，不仅能促进肿瘤内CD103⁺CTL的浸润，还能削弱癌周巨噬细胞的促肿瘤炎症反应，从而增强ICB疗法对HCC的治疗效果。

北京大学BIOPIC/重庆医科大学张泽民院士、中国医学科学院肿瘤医院高树庚教授、同济大学附属上海市肺科医院陈昶教授、广东省人民医院钟文昭教授、郑州大学第一附属医院张毅教授、昌平实验室/重庆医科大学程斯进研究员、北京大学BIOPIC朱琳楠副研究员、深圳市人民医院邹畅教授、同济大学附属上海市肺科医院佘云浪副研究员、中国科学技术大学田志刚院士等多团队联合。使用scRNA/TCR-seq分析了234例新辅助化学免疫治疗后非小细胞肺癌患者的外科肿瘤样本。揭示了具有不同主要病理反应(MPR)率的五种不同的时间亚型。MPR患者的FGFBP2⁺ NK/NK样T细胞、记忆B细胞或效应T细胞水平升高，而非MPR患者的CCR8⁺ Tregs水平较高。T细胞克隆扩增分析揭示了非MPR患者的异质性，以Tex相关细胞和CCR8⁺ Tregs的不同扩增为标志。前体衰竭T细胞(Texp细胞)与无复发生存期相关，确定了一个尽管缺乏MPR但复发风险降低的患者亚组。

胆管癌 (CCA) 代表着一种异质性恶性肿瘤谱，包括肝内胆管癌 (iCCA) 和肝外胆管癌 (eCCA)。临床中难以区分iCCA与eCCA主要是因为对它们共同及亚型特异性细胞异质性的理解不足。该研究绘制了一个涵盖28例初治患者（iBT、iCCA、eCCA-P、eCCA-D）的胆管癌单细胞图谱，详细描述了 CCA 的转录组多样性、异质性和表型亚型。通过NMF算法将癌细胞分为4种亚型：增殖型（G1/S和G2/M特征）、腺体型（粘膜防御和代谢特征）、干扰素应答型（腺性和IFN相关特征）和衰老型。IFN应答型多见于eCCA，与晚期分期、转移及不良预后相关；增殖型同样预后差，衰老型生存期较好。CCA类器官（PDOs）结合175种药物的药敏实验显示，IFN应答型耐药性显著，衰老型和腺体型更敏感。单细胞轨迹分析发现，LY6D⁺细胞具干性特征（CytoTRACE评分↑），是eCCA分化起点。eCCA 中存在 LY6D⁺ 基底样前体细胞，周围伴有 ISG15 高表达的周细胞、巨噬细胞和 CD8⁺ T 细胞形成特定微环境。首次明确了 eCCA 特有的 LY6D⁺ 基底样祖细胞亚群，该亚群聚集在富含 ISG15 的 TME 生态位中。TME 中的 ISG15 信号转导促进这些祖细胞的出现和生长，并导致耐药性。

肝脏作为脂质储存和代谢的中心器官，其功能失调与HCC密切相关。然而，其潜在机制复杂，尚未完全明确。通过对肝细胞癌患者的蛋白组和单细胞RNA测序（scRNA-seq）进行分析，发现ACSL3主要在肝细胞癌细胞中高表达，且与脂质代谢异常呈正相关，其高表达可预测肝细胞癌患者的不良预后。ACSL3通过增强HCC细胞的增殖、转移潜能及生存能力，直接驱动肝癌的生长与转移进程。ACSL3沉默后转录组分析显示，差异表达基因（DEGs）显著富集于PPAR及脂代谢相关通路，推测ACSL3通过激活PPARα通路驱动脂代谢重编程。在机制上，ACSL3能够促进POPC的合成，进而激活PPARα信号通路，并增强下游脂质代谢相关基因的转录，从而通过加速脂质分解代谢和合成代谢促进肝细胞癌的生长和转移。鉴于目前缺乏ACSL3的特异性抑制剂，研究者开发了一种内质网pH响应型纳米颗粒（NP）平台，用于系统性递送siACSL3，并证实其能够有效抑制肝细胞癌肿瘤生长和转移。

在全球范围内，肝细胞癌（HCC）已成为第三大癌症死亡原因。其中，脂肪性肝病相关肝细胞癌（SLD-HCC）作为一种与代谢异常密切相关的亚型，因独特的肿瘤微环境（TME）特征，对现有免疫治疗的响应率显著偏低，成为临床亟待攻克的难题。通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析肿瘤及癌旁组织的细胞异质性；采用CyTOF量化免疫细胞亚群；利用Visium和CosMx两种空间转录组平台，解析细胞的空间分布与互作。通过多组学技术深入解析了SLD-HCC的免疫微环境，揭示了Tregs与CAFs通过TNFSF14-TNFRSF14信号通路介导免疫抑制和治疗耐药的核心机制，为突破SLD-HCC的免疫治疗耐药难题提供了多维度启示。TNFSF14-TNFRSF14信号强度可作为预测SLD-HCC患者免疫治疗应答的潜在标志物，帮助筛选可能受益于联合治疗的人群。靶向TNFSF14-TNFRSF14通路可重塑TME，将“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”，为免疫检查点抑制剂增敏。

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