Spatiotemporal Immune Landscape of Colorectal Cancer Liver Metastasis at Single-Cell Level

转移 免疫系统 结直肠癌 癌症研究 肿瘤微环境 生物 化疗 转录组 细胞
作者
Yingcheng Wu,Shuaixi Yang,Jiaqiang Ma,Zechuan Chen,Guohe Song,Dongning Rao,Yifei Cheng,Siyuan Huang,Yifei Liu,Shan Jiang,Jinxia Liu,Xiaowu Huang,Xiaoying Wang,Shuangjian Qiu,Jianming Xu,Ruibin Xi,Fan Bai,Jian Zhou,Jia Fan,Xiaoming Zhang,Qiang Gao
出处
期刊:Cancer Discovery [American Association for Cancer Research]
卷期号:12 (1): 134-153 被引量:24
标识
DOI:10.1158/2159-8290.cd-21-0316
摘要

Liver metastasis, the leading cause of colorectal cancer mortality, exhibits a highly heterogeneous and suppressive immune microenvironment. Here, we sequenced 97 matched samples by using single-cell RNA sequencing and spatial transcriptomics. Strikingly, the metastatic microenvironment underwent remarkable spatial reprogramming of immunosuppressive cells such as MRC1+CCL18+ M2-like macrophages. We further developed scMetabolism, a computational pipeline for quantifying single-cell metabolism, and observed that those macrophages harbored enhanced metabolic activity. Interestingly, neoadjuvant chemotherapy could block this status and restore the antitumor immune balance in responsive patients, whereas the nonresponsive patients deteriorated into a more suppressive one. Our work described the immune evolution of metastasis and uncovered the black box of how tumors respond to neoadjuvant chemotherapy. SIGNIFICANCE: We present a single-cell and spatial atlas of colorectal liver metastasis and found the highly metabolically activated MRC1+CCL18+ M2-like macrophages in metastatic sites. Efficient neoadjuvant chemotherapy can slow down such metabolic activation, raising the possibility to target metabolism pathways in metastasis.This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 1.
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