精確定位腫瘤細(xì)胞位置并以此探究腫瘤生物學(xué)的詳細(xì)圖譜，可以讓研究人員更好地了解癌癥的發(fā)展，并為潛在的治療方式提供線(xiàn)索。

10月30日發(fā)表于《自然》的12篇論文中，人類(lèi)腫瘤圖譜網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃（HTAN）的研究人員分析了來(lái)自人類(lèi)和動(dòng)物組織的數(shù)十萬(wàn)個(gè)細(xì)胞，并繪制了超精確腫瘤細(xì)胞3D圖譜，同時(shí)創(chuàng)建了“分子鐘”追蹤導(dǎo)致癌癥的細(xì)胞變化。

大量論文描繪了一系列癌細(xì)胞的生物學(xué)和位置，包括結(jié)腸癌。

圖片來(lái)源：Steve Gschmeissner/Science Photo Library

“這些新工具使我們能夠從不同視角看待癌癥，并且是看到以前看不到的東西?！泵绹?guó)范德比爾特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的計(jì)算細(xì)胞生物學(xué)家Ken Lau說(shuō)。

在一些研究中，研究人員創(chuàng)建了能夠以單細(xì)胞分辨率研究腫瘤的圖譜。他們分析了6種癌癥的131個(gè)樣本中的細(xì)胞組織，包括乳腺癌、結(jié)腸癌、胰腺癌和腎臟癌。研究發(fā)現(xiàn)，同一腫瘤中的不同區(qū)域?qū)λ幬锏姆磻?yīng)有所不同。而了解各種癌癥細(xì)胞簇對(duì)治療的反應(yīng)可以幫助研究人員設(shè)計(jì)更有效的治療方法。

其他研究則使用3D圖譜來(lái)研究結(jié)腸息肉樣本。研究人員發(fā)現(xiàn)，息肉細(xì)胞中的分子變化，包括DNA連接的丟失和基因活性的改變，以及早期發(fā)生的免疫反應(yīng)、細(xì)胞生長(zhǎng)和激素代謝的變化，可能導(dǎo)致息肉細(xì)胞癌變。

美國(guó)麻省理工學(xué)院的干細(xì)胞生物學(xué)家?mer Yilmaz表示，針對(duì)這些變化的治療方法可以使癌癥治療和早期健康干預(yù)更加有效?！鞍┌Y的最佳治療方法是預(yù)防。如果我們能夠了解不同細(xì)胞群體對(duì)環(huán)境和飲食的反應(yīng)，可能會(huì)找到更好的預(yù)防或檢測(cè)方法?！?/p>

其他圖譜則提供了一些線(xiàn)索，說(shuō)明為什么某些癌癥類(lèi)型的治療比其他類(lèi)型更具挑戰(zhàn)性?！袄纾庖忒煼ú恢苯影邢虬┘?xì)胞，而是幫助免疫系統(tǒng)消除它們，對(duì)癌癥的治療效果較差?！泵绹?guó)丹娜-法伯癌癥研究所的醫(yī)生兼科學(xué)家Daniel Abravanel說(shuō)。

為了調(diào)查原因，Abravanel和同事利用來(lái)自60名侵襲性乳腺癌患者的數(shù)十份樣本，創(chuàng)建了一個(gè)腫瘤3D圖譜。他們研究了免疫細(xì)胞的分布，發(fā)現(xiàn)在某些腫瘤中某些類(lèi)型的免疫細(xì)胞比其他類(lèi)型的更常見(jiàn)，特別是在接受免疫治療的人群中。

研究發(fā)現(xiàn)，相隔70至220天的同一腫瘤活檢顯示，免疫細(xì)胞T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的水平存在差異。美國(guó)范德比爾特-英格拉姆癌癥中心的基因組學(xué)乳腺癌研究人員Brian Lehmann說(shuō)：“這顯示了免疫微環(huán)境的動(dòng)態(tài)性，解釋了為什么試圖在單一時(shí)間點(diǎn)通過(guò)一次活檢來(lái)描述腫瘤特征和預(yù)測(cè)，對(duì)免疫檢查點(diǎn)療法的反應(yīng)的結(jié)果不一致?！?/p>

其他實(shí)驗(yàn)則揭示了細(xì)胞最初是如何癌變的。在結(jié)直腸癌的研究中，Lau和同事設(shè)計(jì)了一個(gè)“分子鐘”來(lái)跟蹤正常細(xì)胞如何在腸道中開(kāi)始失控并增殖的。他們使用單細(xì)胞分析和基因編輯CRISPR工具在每個(gè)細(xì)胞的DNA中產(chǎn)生突變。這些突變就像時(shí)間戳一樣，記錄了每個(gè)細(xì)胞的變化和分裂的時(shí)間軸。

Lau團(tuán)隊(duì)將這種方法應(yīng)用于418個(gè)人類(lèi)結(jié)腸息肉，發(fā)現(xiàn)高達(dá)30%的息肉起源于幾種細(xì)胞類(lèi)型，而不是單一細(xì)胞。在60%的息肉中，隨著息肉的生長(zhǎng)，一組細(xì)胞開(kāi)始“超過(guò)”其他細(xì)胞發(fā)展成腫瘤。他們?cè)谛∈笊砩线M(jìn)行了兩項(xiàng)類(lèi)似研究，包括對(duì)來(lái)自112個(gè)腸道組織樣本的260922個(gè)單細(xì)胞的分析，也發(fā)現(xiàn)混合細(xì)胞共同引發(fā)結(jié)直腸腫瘤。

這些發(fā)現(xiàn)推翻了之前認(rèn)為結(jié)腸癌起源于腸道內(nèi)層單個(gè)流氓細(xì)胞的觀(guān)點(diǎn)，并可能為早期診斷和干預(yù)提供更多機(jī)會(huì)。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/d41586-024-03498-9

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)