GeoMx DSP聯合Stereo-seq助力揭示胃癌空間異質性與免疫逃逸機制
題目：Spatially Resolved Tumor Ecosystems and Cell States in Gastric Adenocarcinoma Progression and Evolution
期刊：Cancer Discovery
IF：33.3
DOI：10.1158/2159-8290.CD-24-0605
研究背景
胃癌是一類全球范圍內高發且致死率高的消化系統惡性腫瘤。盡管近年來免疫治療取得一定進展，但其療效仍不穩定。究其原因，其核心問題在于胃癌組織內部存在高度的空間異質性。不同區域的免疫浸潤、信號通路活性和腫瘤細胞狀態可能由于完全不同，會導致臨床治療反應參差不齊。
為系統解析胃癌腫瘤系統的空間結構與功能狀態，本研究聯合使用GeoMx DSP空間轉錄組、Stereo-seq空間轉錄組以及10x單細胞轉錄組測序，多維度揭示胃癌組織表達狀態的分子特征、空間定位規律及其與免疫逃逸機制的潛在聯系，提出了G2（高增殖/低免疫浸潤）表達狀態作為腫瘤進化與免疫逃逸的關鍵節點。
技術手段
本研究整合GeoMx DSP空間轉錄組、Stereo-seq空間轉錄組以及10x單細胞轉錄組，系統描繪胃癌組織中腫瘤表達狀態的異質性。研究通過GeoMx DSP識別腫瘤區域的表達亞型，結合單細胞測序解析腫瘤細胞功能特征及免疫微環境組成，并利用Stereo-seq驗證胃癌組織的表達狀態和空間定位特征。
主要發現
1.G1/G2表達狀態揭示腫瘤細胞功能異質性
研究團隊基于GeoMx DSP空間轉錄組平臺，對胃癌全切片中的上千個腫瘤ROI區域進行表達譜分析，識別出兩類顯著的表達狀態，命名為G1（低增殖/高免疫浸潤）與G2（高增殖/低免疫浸潤）。G1狀態呈現低增殖、高免疫浸潤的特征；而G2狀態則富集細胞周期相關基因，缺乏免疫相關信號，表現為典型的“高增殖/免疫抑制”型。隨后在TMA（組織芯片）中進行大樣本驗證，發現G2狀態常出現在腫瘤邊緣區域，且與腫瘤晚期分期、預后不良顯著相關。這一發現表明，G2狀態可能代表一種更具侵襲性、并能逃避免疫監視的腫瘤亞型。
G1/G2的表達狀態及其功能差異2.G2狀態源于腫瘤細胞表達轉變
為了明確G2狀態是源自腫瘤細胞本身，還是受到微環境影響，研究者對多個樣本開展了單細胞轉錄組測序。結果顯示，G2特征基因主要在腫瘤細胞簇中富集，而非來源于免疫或間質成分，確認該表達狀態屬于腫瘤細胞內在轉錄特征。同時，處于G2狀態的腫瘤區域普遍表現出免疫浸潤降低、免疫抑制通路增強等現象，進一步提示其與免疫逃逸密切相關。
單細胞轉錄組證實G2狀態源自腫瘤細胞表達轉變3.G2狀態呈邊緣富集，表現出空間結構性
通過Stereo-seq空間轉錄組平臺，研究者在原發腫瘤切片中以近單細胞分辨率繪制空間表達圖譜，發現G2狀態的腫瘤細胞傾向于分布在腫瘤與間質交界區域。該區域不僅富含成纖維細胞與免疫抑制細胞，還呈現出免疫細胞缺乏、ECM（細胞外基質）重構等特征，形成典型的免疫抑制微環境。這表明腫瘤的表達狀態與空間位置之間存在緊密聯系，邊緣生態位可能是誘導G2狀態形成的關鍵區域。
Stereo-seq揭示G2狀態呈邊緣富集4.類器官實驗揭示G2狀態具有誘導性與可塑性
為了驗證G2狀態是否為可誘導、可逆轉的表達程序，研究者在體外構建了胃癌類器官模型，并施加TGFB1信號模擬微環境刺激。實驗發現，TGFB1處理可使原本處于G1狀態的類器官逐漸獲得G2狀態特征，包括細胞增殖基因上調與免疫相關基因下調。這一結果說明，G2狀態具有動態可塑性，其形成不僅源自腫瘤細胞內在特性，也受到微環境調控，為未來靶向干預提供了理論依據。
G2狀態的驅動因子篩選與功能驗證文章總結
本研究通過系統整合多種空間與單細胞組學平臺，建立了一個從分子狀態識別 → 空間定位 → 細胞來源追溯 → 可塑性機制驗證的完整分析路徑，首次明確了胃癌中G2表達狀態作為“進化型/免疫逃逸型”腫瘤特征的重要地位。研究提示：靶向G2相關通路或抑制其誘導信號，可能成為提高胃癌免疫治療響應率的潛在方向。
