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基于单细胞转录组测序的早期胃癌免疫微环境研究及胃癌诊断模型构建

高惠茹

基于单细胞转录组测序的早期胃癌免疫微环境研究及胃癌诊断模型构建

高惠茹1
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作者信息

  • 1. 山东大学
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摘要

目的: 本研究旨在探究非萎缩性胃炎至早期胃癌发展过程中,免疫微环境中细胞组成、基因表达的动态变化,阐释免疫微环境中各细胞组分在胃癌进展中的作用,揭示胃癌发生发展机制。同时,分析调节性T细胞在胃癌及胃正常组织中的差异,构建胃癌诊断模型,寻找有效的分子标志物并对诊断模型进行验证。 方法: 1.通过单细胞转录组测序技术检测非萎缩性胃炎(non-atrophicgastritis,NAG)、萎缩性胃炎(atrophicgastritis,AG)和早期胃癌(earlygastriccancer,EGC)共6例标本的基因表达情况,探究胃癌进展过程中的细胞组成。 2.提取T细胞、B细胞、髓系细胞进一步降维聚类及细胞注释,探究胃癌进展过程其细胞亚群的组成及分布。 3.通过基因表达分析、通路富集分析等方法,描述胃癌进展过程中T细胞、B细胞、髓系细胞等基因表达、细胞功能、转录因子、发育轨迹的变化。 4.下载胃癌及胃正常组织单细胞测序数据,提取调节性T细胞(regulatoryTcell,Treg)进行分析,表征胃正常组织和肿瘤组织来源的Treg特征。 5.使用单细胞测序数据筛选胃癌进展中逐步变化的差异基因,下载胃癌及胃正常组织RNA-seq数据,使用LASSO(leastabsoluteshrinkageandselectionoperator,LASSO)回归构建胃癌诊断模型并进行验证。 结果: 1.T细胞、B细胞等免疫细胞在EGC中占比较高。成纤维细胞、主细胞等在胃癌进展中呈下降趋势,在胃癌进展过程中可能发生解痉多肽表达型化生。 2.T细胞主要来源于EGC样本,初始T细胞、辅助性T细胞等伴随胃癌发生呈增加趋势。在T细胞组成中,AG是NAG与EGC之间的中间状态,肠上皮化生则是接近EGC的状态。B细胞的数量和亚群间的多样性较T细胞少,B细胞及髓系细胞亚群在不同组织类型中分布不同。 3.细胞毒性T细胞和耗竭性T细胞的细胞毒性基因表达基本一致,但耗竭性T细胞抑制性基因表达更高。双阴性T细胞(doublenegativeTcell,DNT)在疾病进展过程逐渐表达浆细胞、CD8+T细胞标记基因,可能存在功能或表型转化。B细胞发育相关转录因子表达异常,其可能存在发育紊乱。Mastcellcl亚群高表达TNFAIP3、AREG等基因,可以促进肿瘤发生发展,其主要在疾病进展中后期存在。 4.Treg主要在肿瘤组织中存在,与细胞死亡、细胞周期等通路相关,在细胞间相互作用分析中,肿瘤组织中的Treg与其他细胞相互作用频率更低、强度更大,互作模式具有显著变化。 5.构建包含CLDN7、MDK、MTDH、PRAPI共4个基因的胃癌诊断模型,其诊断效能较好,在训练集及验证集中AUC(areaundercurve,AUC)值分别为0.9973714、0.9957786。 结论: 1.在Correa级联过程中,不同疾病进展阶段及不同患者之间细胞组成异质性较大,部分细胞呈现出伴随疾病发展的变化趋势。 2.在T细胞、B细胞、髓系细胞三种细胞中,T细胞数量最多、多样性复杂,三种细胞亚群在不同组织中分布具有差异。 3.T细胞、B细胞、髓系细胞在疾病进展过程中伴随着一定的表型转化,并且抑制性表型在EGC中更加明显。 4.Treg主要在胃癌肿瘤微环境中浸润,对肿瘤免疫起主要的调节作用。在胃正常及肿瘤组织中,Treg在细胞数量、基因表达、细胞功能、细胞互作等方面均存在显著差异。 5.成功构建胃癌诊断模型,其可以较准确的区分胃癌及正常组织样本。

关键词

早期胃癌/免疫微环境/单细胞转录组测序/临床诊断

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授予学位

硕士

学科专业

临床检验诊断学

导师

王传新

学位年度

2022

学位授予单位

山东大学

语种

中文

中图分类号

R73
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