Nature子刊|C4平台助力单细胞多组学分析，揭秘睾丸生殖细胞瘤的分子特征

在精准医疗的大潮中，单细胞多组学技术正成为研究肿瘤微环境的强有力工具。最近，一项发表在《Nature Communications》的重磅研究，就利用了包括DNBelab C Series在内的平台设备，对睾丸生殖细胞瘤（Seminoma）进行了深入的单细胞多组学（scRNA-seq、scATAC-seq）分析，为我们揭开了这一疾病的神秘面纱。

精原细胞瘤是14至44岁男性中最常见的恶性实体瘤之一，尽管其治愈率相对较高，但仍有部分患者面临复发风险，且化疗对生育功能的影响不容忽视。因此，深入理解其发病机制和肿瘤微环境成为迫切需求。

图1 实验流程示意图

1、精原细胞瘤的单细胞转录组分析

为探究seminoma肿瘤细胞与正常生殖细胞之间的关系，研究将肿瘤细胞与各个阶段生殖细胞进行比较，发现精原细胞瘤与原始生殖细胞（PGCs）在基因表达模式上存在高度相似性，特别是在关键转录因子如TFAP2C、POU5F1、NANOG和SOX17的表达上。这一发现不仅揭示了精原细胞瘤可能的起源，也为后续的靶向治疗提供了重要线索。

图2 精原细胞瘤的单细胞转录组分析

2、通过scATAC-seq分析揭示精原细胞瘤中富集的关键tf的结合基序

研究探讨了这些异常表达的基因在seminoma肿瘤细胞中的作用。利用DNBelab C Series平台的单细胞染色质可及性测序scATAC-seq技术，研究发现TFAP2C的结合motif在seminoma肿瘤细胞中显著富集，说明TFAP2C作为转录因子参与seminoma的发生发展。

图3 TFAP2C调控精原细胞瘤迁移和侵袭相关基因

3、精索瘤中的免疫细胞浸润

通过对肿瘤免疫微环境的分析，研究人员鉴定了15个免疫细胞亚型，发现seminoma的微环境处于免疫抑制的状态，且不同功能状态的免疫细胞的空间分布具有异质性。

图4 T 细胞亚型分析

4、在肿瘤免疫微环境中，精原细胞瘤通过MIF信号通路与免疫细胞相互作用

通过分析微环境中的细胞互作，研究发现肿瘤细胞主要通过分泌MIF (macrophage migration inhibitory factor) 作用于周围环境，促进肿瘤进展。

图5 肿瘤细胞分泌MIF影响其他细胞

结论与建议

这项研究利用单细胞多组学测序技术，首次对seminoma进行系统分析，揭示seminoma肿瘤细胞的分子特性和肿瘤微环境，为seminoma的来源和探究靶向治疗提供了更加充足的数据支持，也为生殖细胞的发育提供了更多视角。

 参考文献 

Lu, X., Luo, Y., Nie, X. et al. Single-cell multi-omics analysis of human testicular germ cell tumor reveals its molecular features and microenvironment. Nat Commun 14, 8462 (2023).