Cancer Cell：北京大學利用單細胞多組學測序，揭示人類結直腸癌腫瘤基質細胞中普遍的基因組改變

來源：作者：人氣：-發表時間：2021-01-13 13:32:00【大中小】

來源：生物探索

腫瘤微環境（TME）是由腫瘤組織中的各種非上皮細胞以及胞外基質共同組成的。一直以來，腫瘤微環境都是研究癌癥領域的熱點，大量研究表明，腫瘤微環境中的基質細胞在腫瘤的遷移和遠處轉移方面有重要的作用。近年來單細胞轉錄組測序等技術已經被廣泛應用到腫瘤微環境研究中，但是這些微環境細胞究竟被癌細胞馴化到何種程度尚未得到充分研究。

2020年10月22日，北京大學湯富酬、付衛等研究人員合作在國際學術期刊《Cancer Cell》上在線發表了題為“Single-Cell MultiomicsSequencing Reveals Prevalent Genomic Alterations in Tumor Stromal Cells ofHuman Colorectal Cancer”的文章，利用單細胞多組學測序，揭示出人類結直腸癌腫瘤基質細胞中普遍的基因組改變。

Cancer Cell：北京大學利用單細胞多組學測序，揭示人類結直腸癌腫瘤基質細胞中普遍的基因組改變

為了研究這些非惡性細胞的改變，研究團隊首先建立了一個單細胞基因組和轉錄組雙組學測序技術，可以將單個細胞的細胞核和細胞質分離，從而對同一個單細胞能夠同時進行轉錄組和基因組測序。
隨后，研究人員系統地研究了腫瘤微環境以及正常組織中免疫細胞、成纖維細胞和血管內皮細胞中基因組拷貝數變異（somatic copy number alterations, SCNAs）的發生頻率和特征，對21名微衛星穩定的結直腸癌（CRC）患者和6名無癌老年人的癌組織、淋巴結轉移組織、癌旁組織以及外周血樣品進行了單細胞多組學測序。

結果表明，以SCNAs為代表的遺傳變異在人體正常組織的各種免疫細胞、成纖維細胞以及血管內皮細胞中廣泛存在。與癌旁正常組織相比，腫瘤組織中發生遺傳異常的成纖維細胞的比例更高，并且在腫瘤組織中遺傳異常的成纖維細胞發生了顯著的克隆擴張。

不僅如此，研究人員還篩選出了腫瘤組織中成纖維細胞相對于癌旁組織中成纖維細胞差異表達的76個基因，包括59個上調基因和17個下調基因。其中BGN、RCN3、TAGLN、MYL9和TPM2在腫瘤組織成纖維細胞中明顯上調。

這一發現拓展了腫瘤標志基因的種類，從原來主要聚焦于癌上皮細胞表達的標志基因變成同時關注腫瘤微環境細胞中特異性表達的腫瘤標志基因。

綜上所述，研究人員利用高精度單細胞多組學測序技術，系統地分析了27個人類個體的多種非上皮細胞的基因組拷貝數變異情況，揭示了基因組拷貝數變異在人體成纖維細胞、免疫細胞和血管內皮細胞中普遍存在，并發現結直腸癌腫瘤微環境中的成纖維細胞中發生基因組拷貝數異常細胞的比例大幅度增加，而且這類成纖維細胞在腫瘤組織中存在克隆擴張現象。

該研究突破了人們對人體“正常”組織中細胞遺傳變異的認知，提示基因組拷貝數變異在人類疾病和衰老中可能存在重要作用，對腫瘤微環境和腫瘤治療研究提供了新的線索。