Пространственная транскриптомика выявляет связанную с прогнозом клеточную гетерогенность микроокружения папиллярной карциномы щитовидной железы

ВВЕДЕНИЕ: Папиллярная карцинома щитовидной железы (ПТКЩЖ) является наиболее распространённой злокачественной опухолью эндокринной системы, причём её заболеваемость и распространённость значительно возрастают. Клеточная гетерогенность опухолевого микроокружения имеет важное значение для прогноза ПТКЩЖ. Пространственная транскриптомика представляет собой мощный метод изучения клеточной гетерогенности. МЕТОДЫ: В сочетании с методом идентификации, проводимой клиническим патологом, пространственную транскриптомику применяли для характеристики пространственного расположения и РНК-профилей клеток, ассоциированных с ПТКЩЖ, в срезах тканей. Для каждого типа клеток выделяли пространственные РНК-клинические сигнатурные гены и использовали их для очерчивания областей распределения определённых клеток на всём срезе. Клеточную гетерогенность каждого типа клеток дополнительно выявляли с помощью анализа ContourPlot, анализа monocle, траекторного анализа, анализа взаимодействий лиганд–рецептор и анализа обогащения терминов Gene Ontology. РЕЗУЛЬТАТЫ: Области пространственного распределения опухолевых клеток, типичных и атипичных фолликулярных клеток (ФК и АФК), а также иммунных клеток были точно и всесторонне идентифицированы во всех пяти срезах тканей ПТКЩЖ. АФК были определены как переходное состояние между ФК и опухолевыми клетками, демонстрируя большее сходство с последними. Из 13 выявленных опухолевых очагов три очага были общими для всех пациентов. В частности, в опухолевом очаге № 2 наблюдалась повышенная экспрессия генов, ассоциированных с меньшей безрецидивной выживаемостью пациентов с ПТКЩЖ. Были выявлены ключевые взаимодействия лиганд–рецептор, включая LAMB3–ITGA2, FN1–ITGA3 и FN1–SDC4, участвующие в переходе клеток ПТКЩЖ от ФК к АФК и далее к опухолевым клеткам. Высокая экспрессия этих паттернов коррелировала с меньшей безрецидивной выживаемостью. В опухолевом иммунном микроокружении снижение взаимодействия между миелоидным TGFB1 и TGFBR1 в опухолевом очаге № 2 способствовало опухолеобразованию и повышению гетерогенности. Разработанный метод пространственного РНК-клинического анализа выявил связанную с прогнозом клеточную гетерогенность микроокружения ПТКЩЖ. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Наличие опухолевого очага № 2 и трёх усиленных взаимодействий лиганд–рецептор в области АФК/опухолевых очагах снижали безрецидивную выживаемость пациентов с ПТКЩЖ, что потенциально может способствовать совершенствованию прогностических стратегий и таргетной терапии ПТКЩЖ.