腫瘤的形成經(jīng)歷了一系列關(guān)鍵的轉(zhuǎn)變，包括從正常病變到癌前病變，以及從癌前病變到惡性狀態(tài)。多狀態(tài)與腫瘤微環(huán)境 （TME） 中的動(dòng)態(tài)細(xì)胞組分和細(xì)胞通訊相關(guān)。近年來，癌癥免疫療法為癌癥治療帶來了范式轉(zhuǎn)變。由于 TME 內(nèi)顯著的遺傳和細(xì)胞異質(zhì)性，只有一小部分患者可以從免疫治療中獲益。此外，一些對治療表現(xiàn)出良好初始反應(yīng)的患者最終在免疫治療期間產(chǎn)生耐藥性。因此，研究不同條件下細(xì)胞類型組成的變化和TME中的細(xì)胞間相互作用可能會克服耐藥性并發(fā)現(xiàn)新的臨床意義。

        單細(xì)胞 RNA-seq （scRNA-seq） 是研究 TME 中細(xì)胞類型組成異質(zhì)性的強(qiáng)大技術(shù)。它已被廣泛用于發(fā)現(xiàn)參與腫瘤進(jìn)展的新型細(xì)胞類型，并鑒定導(dǎo)致耐藥的細(xì)胞。然而，快速積累的腫瘤scRNA-seq數(shù)據(jù)也對廣泛的數(shù)據(jù)重用和探索構(gòu)成了關(guān)鍵障礙。TISCH2是一個(gè)專注于 TME 的scRNA-seq 數(shù)據(jù)集的scRNA-seq 數(shù)據(jù)庫。TISCH 采用標(biāo)準(zhǔn)化工作流程統(tǒng)一處理 scRNA-seq 數(shù)據(jù)，可去除樣本之間的批次，統(tǒng)一注釋細(xì)胞類型并識別惡性細(xì)胞。TISCH2的在線可視化和分析功能使生物醫(yī)學(xué)研究界能夠以單細(xì)胞分辨率探索TME中的基因表達(dá)。

        TISCH2 數(shù)據(jù)庫包含來自20 個(gè)不同組織中50種癌癥類型的190個(gè)數(shù)據(jù)集的6297320個(gè)細(xì)胞，數(shù)據(jù)的總數(shù)幾乎是以前版本大小的三倍。至于治療的腫瘤scRNA-seq數(shù)據(jù)集，在當(dāng)前的TICH2中提供了40個(gè)不同治療條件下的數(shù)據(jù)集（35個(gè)人類數(shù)據(jù)集和5個(gè)小鼠數(shù)據(jù)集），其中包括免疫療法、化療、靶向治療和聯(lián)合治療。平均而言，每個(gè)數(shù)據(jù)集有32210個(gè)細(xì)胞，NSCLC的最大數(shù)據(jù)集有816654個(gè)細(xì)胞。

        TISCH2不僅是TME中單細(xì)胞基因表達(dá)的綜合資源，而且還提供了許多有用的分析功能。之前的TISCH版本主要包括兩個(gè)模塊，數(shù)據(jù)集模塊和基因模塊。更新后的 TISCH2 在數(shù)據(jù)集模塊中包括兩個(gè)新功能，即 CCI 和 TF 富集分析，在基因模塊中包括兩個(gè)新功能，即存活和相關(guān)基因分析。

數(shù)據(jù)集模塊函數(shù)

        在數(shù)據(jù)集模塊中，TISCH2 支持對單個(gè)數(shù)據(jù)集或多個(gè)數(shù)據(jù)集之間的詳細(xì)探索。對于每個(gè)數(shù)據(jù)集，TISCH2 將顯示其癌癥類型、物種、平臺信息、治療、分期和相關(guān)出版物。特別是，對于免疫治療數(shù)據(jù)集，TISCH2在數(shù)據(jù)集頁面上提供了額外的治療相關(guān)分析，包括不同治療組或反應(yīng)組患者之間的細(xì)胞類型比例比較和DEG分析，以及與免疫治療相關(guān)的特征可視化。詳細(xì)的分析結(jié)果將顯示在六個(gè)不同的選項(xiàng)卡中，包括用于聚類、細(xì)胞類型注釋和 DEG 的概述頁面、用于表達(dá)可視化的基因頁面、用于每種細(xì)胞類型的功能分析的 GSEA 頁面、用于轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子分析的 TF 頁面、用于細(xì)胞間相互作用分析的 CCI 頁面以及用于上述所有數(shù)據(jù)和分析的下載頁面。

        在TF選項(xiàng)卡中，用戶可以使用預(yù)先計(jì)算的TF富集結(jié)果來識別不同細(xì)胞類型的驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)因子。使用LISA根據(jù)每個(gè)簇的標(biāo)記基因鑒定富集的TFs。TISCH2 分別使用熱圖顯示了惡性細(xì)胞簇和其他細(xì)胞簇的頂部富集 TF。此外，TISCH2 提供了一個(gè)點(diǎn)圖，表示每個(gè)簇的前 50 個(gè)富集 TF，以及一個(gè)列出每個(gè)簇的最富集的 TF 信息的表格。

        在 CCI 選項(xiàng)卡中，TISCH2 提供了細(xì)胞間通訊分析結(jié)果，以探索當(dāng)前數(shù)據(jù)集中細(xì)胞類型之間的相互作用。所有簇的顯著相互作用的L-R對的數(shù)量將使用熱圖顯示，以獲得全局概覽。對于每個(gè)細(xì)胞類型簇，TISCH2將使用馬戲團(tuán)圖來顯示所選簇與其他細(xì)胞類型的相互作用概率。最后，TISCH2允許用戶分別使用兩個(gè)氣泡圖探索詳細(xì)的L-R相互作用對，選定的細(xì)胞類型簇既作為源簇，又作為目標(biāo)簇。

基因模塊功能

        基因模塊支持對單個(gè)基因進(jìn)行高級搜索，以探索其在不同數(shù)據(jù)集或癌癥類型中的表達(dá)水平、共表達(dá)基因和臨床效果。“平均基因表達(dá)”選項(xiàng)卡使用熱圖或小提琴圖顯示所有選定數(shù)據(jù)集的不同細(xì)胞類型和數(shù)據(jù)集中的基因表達(dá)。

        存活和基因相關(guān)選項(xiàng)卡是 TISCH2 中的新功能。在生存選項(xiàng)卡中，棒棒糖圖顯示了所選基因在 33 種 TCGA 癌癥類型中的 HR，其中 HR >1 表示死亡風(fēng)險(xiǎn)增加，HR <1 表示死亡風(fēng)險(xiǎn)降低。在基因相關(guān)性選項(xiàng)卡中，列出了所有選定數(shù)據(jù)集中輸入基因的前 500 個(gè)相關(guān)表達(dá)基因，供用戶發(fā)現(xiàn)基因的共表達(dá)模式。默認(rèn)情況下，TISCH2 將通過熱圖顯示使用所有細(xì)胞的相關(guān)基因;然而，為了深入了解細(xì)胞類型特異性共表達(dá)，TISCH2 還允許鑒定特定譜系的相關(guān)基因。所有相關(guān)信息也列在基因相關(guān)性選項(xiàng)卡底部的表格中。