Cell Rep：科学家成功揭示癌细胞转移的起源和新型分子机制

2020年12月6日 讯 /生物谷BIOON/ --在设计出有效的治疗方法以前，研究人员必须了解抗癌物质对在巨大的肿瘤异质性中诱发癌症转移的细胞或细胞类型的具体作用效应，近日，一项刊登在国际杂志Cell Reports 上的研究报告中，来自瑞士日内瓦大学等机构的科学家们通过研究利用名为spiked-scRNAseq的技术将转录组与结肠癌肿瘤中单细胞的转移表型联系了起来，他们识别出了名为VSIG1的基因在细胞间相互作用中的重要性，即该基因能有效抑制癌症转移，相关研究或有望帮助科学家们开发出治疗癌症的新型疗法，同时研究者也证实了利用这种新技术能够检测抵御癌症转移的药物，包括一些个体化的抗癌药物等。

图片来源：© UNIGE/Ariel Ruiz i Altaba

目前，很多治疗癌症的药物疗法往往不能很好地抵御癌细胞的转移，实际上如今开发新型疗法已经成为了全球科学家们共同进行的一项行动，其或将给患者的治疗产生明显的影响，为了让这些疗法变得更加有效，这些药物就需要仅靶向作用能够诱发癌症转移的细胞。肿瘤往往由具有异质性的细胞组成，其中一些细胞会诱发转移，而一些细胞则不会，那么如何靶向作用合适类型的肿瘤细胞来治疗癌症呢？这或许就成为了科学家们需要深入研究的问题了。

研究者Ruiz i Altaba表示，这项研究中，我们开发了一种新方法来定义肿瘤中的细胞表型特征，并利用细胞尺度的基因组分析以及随后的mRNA的表达信息来克隆并追踪这些细胞，一个细胞的基因（或基因型）首先会被转录成为mRNA，随后再被翻译成为蛋白质，这些蛋白质是基因表达的可见形式，其作用是细胞可测定特性的基础（也就是表型特征）；研究人员所开发的方法能够通过将表达的基因型与细胞表型联系起来，从而识别出肿瘤中缺失的部分，从本质上来讲，研究人员想知道这些细胞是如何转移以及从哪里来的。

通过开发并利用spiked-scRNAseq技术，研究人员就能成功精确地定义肿瘤群体的组成并在细胞水平上确定其表型，该技术能将组学方法与单细胞的表型特征相结合，随后添加到原始的异质性细胞群中。首先研究者对多种类型的肿瘤细胞进行遗传标记，这样就能够很好地观察细胞的转移行为，一旦确定细胞表型后，相同克隆的细胞就能被加入到异质性的结肠癌原始细胞群体中，随后就会被进行单细胞测序分析；通过将转移细胞锁定到特定的细胞群或细胞簇中，研究人员就能识别出具有转移特性的细胞的分子特性了。

基于这种新方法，研究人员就能够分析药物及其抗癌细胞转移的效应了，换句话说，研究者能利用这种方法分析化合物对能在患者机体中诱发转移的细胞的作用效果。随后研究人员将这种方法用于分析肿瘤的行为，他们开始确定肿瘤的转移前状态并评估其转移潜力，研究者发现，将拥有转移表型的细胞与非转移细胞混合后，前者就会阻断后者的转移，这就表明，限制细胞的相互作用对于细胞转移过程的形成非常重要。

此外，研究人员还注意到参与对细胞相互作用非常重要的信号通路的关键基因，并识别出了名为VSIG1的基因，该基因对于限制非转移性肿瘤细胞和转移性肿瘤细胞之间的相互作用非常重要。最后研究者Silvano教授说道，通过在肿瘤细胞中表达该基因，在体外和体内实验中细胞的转移能力都会下降，如果移除该基因的话，癌细胞的转移水平就会得到提升。利用spiked-scRNAseq技术或能分析原发性肿瘤中的转移性细胞，而且识别出必要的基因和活性药物或许也有望帮助科学家们开发治疗结肠癌和其它癌症的新型有效疗法。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Carolina Bernal，Marianna Silvano，YannTapponnier, et al. Functional Pro-metastatic Heterogeneity Revealed by Spiked-scRNAseq Is Shaped by Cancer Cell Interactions and Restricted by VSIG1, Cell Reports (2020). DOI: 10.1016/j.celrep.2020.108372