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 分類: 醫(yī)學研究, 時空組學

文章:Metastatic recurrence in colorectal cancer arises from residual EMP1+ cells

期刊:Nature

影響因子:49.962

研究背景

結腸癌(CRC)是胃腸道中常見的惡性腫瘤,早期癥狀不明顯,隨著癌腫的增大而表現(xiàn)出便血、腹瀉、局部腹痛等癥狀,晚期則表現(xiàn)貧血、體重減輕等全身癥狀。其發(fā)病率和病死率是僅次于肺癌的第三種惡性腫瘤疾病。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國大約有20%患者被診斷出結直腸癌時,已經(jīng)處于癌癥晚期了,且結腸癌死亡的主要原因是腫瘤轉移和疾病復發(fā)。研究發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)預測CRC疾病復發(fā)高風險的基因由腫瘤微環(huán)境(TME)的細胞表達,特別是癌癥相關成纖維細胞(CAF)表達。因此,消除相關腫瘤細胞表達并預防結直腸癌復發(fā),是目前臨床診斷研究比較炙熱的關注點。2022年11月9日,來自西班牙巴塞羅那科學技術研究所的研究人員在Nature上一篇名為“Metastatic recurrence in colorectal cancer arises from residual EMP1+ cells”的文章,該文首次發(fā)現(xiàn)了隱藏在肝臟和肺部中的殘余腫瘤細胞,并描述了它們如何演變?yōu)檫@些器官中出現(xiàn)的轉移瘤。

實驗設計

確定高復發(fā)細胞(HRCs)

該團隊通過單細胞轉錄組測序(scRNA-seq)手段,首先對CRC患者樣本進行數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)不良預后基因是由一群獨特的腫瘤細胞(包括:CAFs、內皮細胞以及較小程度上髓系細胞)表達的,該團隊將其命名為高復發(fā)細胞(high-relapsecells,HRCs)。

接著研究團隊建立了CRC小鼠模型,模擬手術切除原發(fā)腫瘤后發(fā)生轉移性復發(fā)的過程。發(fā)現(xiàn)原發(fā)性CRC手術后,小鼠肝臟中殘留的HRCs的增殖活動很少,對原發(fā)性結腸癌的生長沒有貢獻。但隨著時間的推移,殘留的HRCs會產(chǎn)生多種細胞類型,包括LGR5干細胞樣腫瘤細胞。這群HRC細胞能夠脫離原發(fā)性結腸癌,遷移到血液中,到達肝臟,并在手術后隱藏一段時間,隨后引發(fā)明顯的腫瘤轉移。

殘留的EMP1+細胞導致腫瘤復發(fā)

為了找到結直腸癌的轉移性復發(fā)的真正來源,研究人員借助人和小鼠模型,借助單細胞轉錄組測序技術(scRNA-seq),發(fā)現(xiàn)EMP1在 HRCs細胞中高表達,且與EpiHR基因的表達有很大的重疊。進一步通過細胞消融實驗,證明了導致腫瘤復發(fā)來源于殘留的EMP1陽性細胞。

總之,這些研究成果對于臨床治療結直腸癌疾病提供了新的治療方案,這種新型的輔助免疫治療可預防結直腸癌轉移性復發(fā)。除此之外,單細胞轉錄組測序技術在該研究中,對腫瘤微環(huán)境、腫瘤細胞之間異質性、細胞亞型及狀態(tài)等研究方面,起到了關鍵性作用。

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