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Spatial transcriptomics reveals that metabolic characteristics define the tumor immunosuppression microenvironment via iCAF transformation in oral squamous cell carcinoma

免疫抑制 基底细胞 转录组 肿瘤微环境 癌症研究 转化(遗传学) 恶性转化 医学 生物 病理 肿瘤细胞 内科学 基因 基因表达 遗传学
作者
Zheqi Liu,Zhen Zhang,Yu Zhang,Wenkai Zhou,Xu Zhang,Canbang Peng,Tong Ji,Xin Zou,Zhiyuan Zhang,Zhen‐Hu Ren
出处
期刊:International Journal of Oral Science [Springer Nature]
卷期号:16 (1) 被引量:17
标识
DOI:10.1038/s41368-023-00267-8
摘要

Tumor progression is closely related to tumor tissue metabolism and reshaping of the microenvironment. Oral squamous cell carcinoma (OSCC), a representative hypoxic tumor, has a heterogeneous internal metabolic environment. To clarify the relationship between different metabolic regions and the tumor immune microenvironment (TME) in OSCC, Single cell (SC) and spatial transcriptomics (ST) sequencing of OSCC tissues were performed. The proportion of TME in the ST data was obtained through SPOTlight deconvolution using SC and GSE103322 data. The metabolic activity of each spot was calculated using scMetabolism, and k-means clustering was used to classify all spots into hyper-, normal-, or hypometabolic regions. CD4T cell infiltration and TGF-β expression is higher in the hypermetabolic regions than in the others. Through CellPhoneDB and NicheNet cell-cell communication analysis, it was found that in the hypermetabolic region, fibroblasts can utilize the lactate produced by glycolysis of epithelial cells to transform into inflammatory cancer-associated fibroblasts (iCAFs), and the increased expression of HIF1A in iCAFs promotes the transcriptional expression of CXCL12. The secretion of CXCL12 recruits regulatory T cells (Tregs), leading to Treg infiltration and increased TGF-β secretion in the microenvironment and promotes the formation of a tumor immunosuppressive microenvironment. This study delineates the coordinate work axis of epithelial cells-iCAFs-Tregs in OSCC using SC, ST and TCGA bulk data, and highlights potential targets for therapy.
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