单细胞和空间转录组学研究揭示了肺腺癌中与花生四烯酸相关的细胞图谱

《Inflammation Research》：Single-cell and spatial transcriptomics reveal an arachidonic acid–related cellular atlas in lung adenocarcinoma

摘要

目的

花生四烯酸（AA）是一种富含膜的多不饱和脂肪酸，主要由磷脂酶A₂（PLA₂）从膜磷脂中释放出来，随后被代谢成参与血管张力和炎症的生物活性二十烷酸类物质。随着脂质组学的进展，AA在肿瘤微环境（TME）中的多方面作用逐渐显现，并被认为在肺腺癌（LUAD）中是一个关键的驱动因素和潜在的治疗靶点。我们利用空间转录组测序（ST-seq）和与LUAD相关的单细胞RNA测序（scRNA-seq）来探索与AA相关的关键生物标志物。

患者与方法

scRNA-seq和ST-seq数据经过了质量控制、整合、聚类和注释处理。细胞通信分析探讨了TME中细胞/区域的调控关系。在原发肿瘤组和正常组之间识别出差异性细胞群体；通过富集途径和通信模式筛选出关键细胞。通过差异表达分析和蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络选择生物标志物，随后进行富集分析、分子/药物网络构建、关键细胞重新聚类以及伪时间分析。

结果

scRNA-seq鉴定出12种细胞类型，其中T细胞和上皮细胞位列前三。ST-seq显示LUAD组织包含癌细胞、淋巴组织、正常上皮组织和基质区域。T细胞和上皮细胞之间存在广泛的细胞间连接，被确定为关键细胞。通过PPI网络筛选出PTGS2、TBXAS1、AKR1C3和HPGD作为生物标志物。重新聚类和伪时间分析表明，大多数LUAD上皮细胞和T细胞处于终末分化阶段；PTGS2和HPGD的表达在上皮细胞亚群分化的中后期先升高后下降。

结论

本研究观察了T细胞和上皮细胞在LUAD中的关键作用，以及与AA相关的生物标志物PTGS2、TBXAS1、AKR1C3和HPGD的作用。这些发现提供了机制上的背景，并为未来的转化研究提供了可验证的生物标志物。