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细胞间相互作用塑造肿瘤生长、免疫逃逸和治疗反应，但在体内系统解析其遗传调控因子仍然具有挑战性。现有的细胞间相互作用追踪技术主要依赖蛋白质标记或酶促反应，因此在信息容量和可扩展性方面受到限制。为克服这些局限，我们开发了 match-seq，这是一种无需成像、基于测序的细胞邻近追踪系统，利用病毒样颗粒在相邻细胞之间传递条形码。带有条形码的 mRNA 从发送细胞传递至邻近的接收细胞，由此建立空间联系；组织解离后，可通过条形码测序并结合计算方法重建这种空间关联。我们将该系统应用于体内同基因小鼠肿瘤模型，观察到所有免疫细胞谱系均被稳健标记，并利用条形码标记重建细胞类型生态位，且其结果再现了已知的肿瘤空间生物学特征。此外，我们将该系统与 CRISPR 扰动和单细胞 RNA 测序相结合，在单细胞分辨率下对体内肿瘤—免疫相互作用开展遗传筛选。我们利用该方法推断细胞间的空间关系，并揭示癌细胞中的遗传依赖因素；这些因素能够改变其局部微环境的组成和细胞状态。通过计算局部免疫激活特征，我们能够优先筛选出一类靶点：删除这些靶点可通过不同的效应细胞类型增强抗肿瘤免疫。其中，Tgfb1 缺失可招募 CD8 T 细胞和巨噬细胞，Traf7 缺失可诱导 CD4 T 细胞反应，而 Nectin3 缺失则促进 NK 细胞介导的免疫；我们通过体内免疫细胞耗竭实验验证了这些关系。值得注意的是，在混合筛选中，Tgfb1 和 Nectin3 缺失对癌细胞适合度影响很小，但在整个肿瘤中进行缺失时却能够抑制肿瘤生长，这表明 match-seq 有望揭示功能上重要、但原本可能被忽视的肿瘤—免疫相互作用。综上，这些结果建立了一个在体内对细胞间相互作用进行混合遗传解析的通用框架，将 CRISPR 筛选从细胞内在表型拓展至细胞塑造局部微环境以及响应局部微环境的机制。
细胞间相互作用塑造肿瘤生长、免疫逃逸和治疗反应，但在体内系统性解析其遗传调控因子仍然面临挑战。现有的细胞间相互作用示踪技术主要依赖蛋白标签或酶促反应，因而在信息含量和可扩展性方面受到限制。为克服这些局限，我们开发了match-seq，这是一种无需成像、基于测序的细胞邻近示踪系统，利用病毒样颗粒在相邻细胞之间传递条形码。带有条形码的mRNA从发送细胞传递至邻近的接收细胞，由此建立空间关联，并可在组织解离后通过条形码测序进行计算重建。我们将该系统应用于体内同基因小鼠肿瘤模型，观察到其能够对所有免疫细胞谱系进行稳健标记，并利用条形码标记重建细胞类型生态位，重现已知的肿瘤空间生物学特征。此外，我们将该系统与CRISPR扰动和单细胞RNA测序相结合，在单细胞分辨率下对体内肿瘤—免疫相互作用开展遗传筛选。利用该方法，我们推断细胞间的空间关系，并揭示癌细胞中的遗传依赖关系；这些依赖关系能够改变其局部微环境的组成和细胞状态。通过计算局部免疫激活特征，我们得以优先筛选出能够通过不同效应细胞类型增强抗肿瘤免疫的靶点：Tgfb1缺失可募集CD8 T细胞和巨噬细胞，Traf7缺失可诱导CD4 T细胞应答，而Nectin3缺失则促进NK细胞介导的免疫反应；我们进一步通过体内免疫细胞耗竭实验验证了这些关系。值得注意的是，在混合筛选中，Tgfb1和Nectin3缺失对癌细胞适应度几乎没有影响，但在整个肿瘤中实现缺失时却能够抑制肿瘤生长，这表明match-seq有潜力揭示具有重要功能的肿瘤—免疫相互作用，而这些相互作用在其他情况下可能会被忽视。综上，这些结果建立了一个在体内对细胞间相互作用进行混合遗传解析的通用框架，将CRISPR筛选从细胞内在表型拓展至细胞塑造局部微环境以及响应局部微环境的机制。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.16.752238v1?rss=1
🏷️ 细胞间相互作用 CRISPR筛选 肿瘤免疫微环境 单细胞RNA测序 空间邻近追踪