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Science:单细胞测序细分肿瘤亚型

2017/04/04 来源:生物探索
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导读
结合单细胞测序和癌症基因组Atlas数据,美国麻省总院和Broad研究所合作在3月31日Science杂志上报道了星形细胞瘤和少突胶质细胞瘤起源都于神经祖细胞的相同类型。


美国麻省总院和Broad研究所合作发表在3月31日Science杂志上对两种脑肿瘤亚型的详细分析显示,它们起源于神经祖细胞的相同类型,由基因突变模式和其微环境的组成分而区分开。

单细胞测序进行肿瘤细胞研究的意义

最近的一些研究,包括癌症基因组Atlas计划,已经鉴定了驱动肿瘤生长的突变,通过分析组织样本的基因表达定义了肿瘤的亚型,这些样本包括肿瘤细胞和肿瘤细胞周围微环境的。但事实上,这些分析是对大块的肿瘤样本进行笼统的分析,可能掩盖了许多关键的信息。

单细胞测序是逐个细胞进行的RNA转录分析,能够对肿瘤生物学提供更有力的洞察力。但是因成本的限制,只能用在有限数量的肿瘤细胞上。

研究团队设想,结合从有限的肿瘤细胞数量上获得的单细胞RNA数据,与已有的大规模研究产生的表达数据相结合的办法,或许能揭示出一些脑癌相关的生物学信息。

发现两种脑瘤起源一致突变不同

星形细胞瘤和少突胶质细胞瘤都被认为是不治之症,但手术和放疗可明显延长生存期。这两种肿瘤被认为是由支持和保护神经元的神经胶质细胞的亚型发育而来的,但在遗传学、外观和基因表达方面都有所不同。虽然这两种类型的肿瘤都含有类似的神经胶质细胞,它们也都含有该细胞类型的标记,这就引起了人们对它们起源于不同类型细胞这一普遍看法的质疑。


研究团队对10例星形胶质瘤样本中的9800个细胞和6例少突胶质瘤样本中的4300个细胞进行了单细胞RNA测序。再结合癌症基因组Atlas中的165例转录组数据,研究人员发现,两种肿瘤都含有3种癌症细胞:非增殖性细胞(nonproliferating cells)、类神经干细胞(resemble neural stem)和祖细胞(progenitor cells)。其中的非增殖细胞被细分为星形胶质细胞样和少突胶质细胞样。而不同之处主要是遗传学差异,以及肿瘤微环境(如特异性免疫细胞丰度等)组成不同。

通讯作者介绍研究内容

文章的通讯作者Mario Suvà大夫介绍:“我们的研究重新定义了两种密切相关胶质瘤的细胞组成,它们是以IDH基因突变为特征的星形细胞瘤和少突胶质细胞瘤。虽然我们知道它们是基因不同的肿瘤类型,但我们不知道它们是否有类似的起源细胞,或者它们的表达差异是否可以由遗传学、它们发育起源的细胞、或肿瘤微环境来解释。”

Suvà大夫说:“我们惊讶地发现两种不同亚型的肿瘤竟然通用相似的干细胞程序,和相似的神经胶质谱系来区分。提示我们可以使用免疫疗法攻击特定的细胞类型,从而终止肿瘤的生长。此外我们观察到即使在更晚期的肿瘤阶段,越是分化的肿瘤细胞越不容易增殖。这意味着,如果可以促进肿瘤细胞分化,将会显著地控制肿瘤生长。我们下一步研究计划将使用相同的方法来研究其它类型的成人和儿童的神经胶质瘤,追踪推动它们侵略性的起源和程序。”

参考资料

Decoupling genetics, lineages, and microenvironment in IDH-mutant gliomas by single-cell RNA-seq

Single-cell RNA sequencing reveals detailed composition of two major types of brain tumor

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