Nature子刊,|,四川大學李為民/車國衛用單細胞RNA測序破譯人肺腺癌的細胞譜系特徵

肺腺癌起源於非典型腺瘤樣增生等癌前病變,發展為原位腺癌和微浸潤腺癌,最後發展為浸潤性腺癌。這種逐步進展背後的細胞異質性和分子事件仍不清楚。肺癌是全球癌症相關死亡的主要原因,最普遍的亞型是肺腺癌。肺由多種細胞類型組成。

來源:iNature(ID:Plant_ihuman)

肺腺癌(LUAD)起源於非典型腺瘤樣增生等癌前病變,發展為原位腺癌和微浸潤腺癌,最後發展為浸潤性腺癌。這種逐步進展背後的細胞異質性和分子事件仍不清楚。

2021年11月11日,四川大學李為民及車國衛共同通訊在NatureCommunications線上發表題為“Deciphering cell lineage specification of human lung adenocarcinoma with single-cell RNA sequencing”的研究論文,該研究對從LUAD四個組織學階段的25名患者收集的268471個細胞進行單細胞RNA測序,並將它們與正常細胞類型進行比較。

該研究檢測到一組與2型肺泡細胞(AT2)非常相似的細胞,這些細胞在非典型腺瘤增生期間出現,隨著LUAD的進展,其轉錄譜開始與AT2細胞的轉錄譜不同,呈現出幹細胞樣細胞的特徵。該研究確定了與能量代謝和核糖體合成相關的基因,這些基因在LUAD的早期階段上調並可能促進進展。MDK和TIMP1可能是瞭解LUAD發病機制的潜在生物標誌物。該研究工作闡明了LUAD進展不同組織學階段的潜在轉錄特徵,該研究的發現可能有助於早期診斷。

肺癌是全球癌症相關死亡的主要原因,最普遍的亞型是肺腺癌(LUAD)。LUAD被認為最常從非典型腺瘤樣增生(AAH)發展為原位腺癌(AIS),然後發展為微浸潤腺癌(MIA),最後發展為明顯浸潤性肺腺癌(IA)。幾項研究試圖根據進展為惡性腫瘤期間遺傳改變的頻率來瞭解LUAD進展。儘管如此,最近的研究僅報告了癌症進展為惡性腫瘤期間遺傳改變頻率的新增,但潜在的分子事件和細胞異質性水准仍不清楚。

肺由多種細胞類型組成。基底細胞、棒狀細胞和纖毛細胞在近端氣道中占主導地位。肺泡壁包含1型(AT1)和2型(AT2)細胞。小鼠研究表明LUAD可能起源於AT2細胞、支氣管肺泡幹細胞(BASC)或club細胞。其中一些小鼠研究利用了譜系追跡科技,但無法在人類中進行類似的實驗。

LUAD樣本的單細胞轉錄組學概況概述(圖源自Nature Communications

單細胞RNA測序(scRNA-seq)可以提供一個全面的、無偏見的肺組織內細胞多樣性目錄。基於scRNA-seq的研究提供了關於基質細胞在一些LUAD亞型中的作用的資訊,以及關於轉移性LUAD中細胞重程式設計的資訊。然而,在進展過程中不同時間點的細胞狀態的多樣性,尤其是在早期階段,以及不同細胞類型在進展中所起的作用在很大程度上是未知的。

在這裡,該研究對來自LUAD四個不同組織學階段的25名患者的匹配腫瘤和正常樣本進行scRNA-seq。該研究結果提供了LUAD的所有主要亞型的單細胞轉錄組圖譜。該研究表明AT2細胞去分化為細胞幹細胞樣狀態,這有助於啟動和維持腫瘤進展。該研究進一步確定了與能量代謝和核糖體合成相關的基因,這些基因可能有助於早期診斷LUAD。總之,該研究發現有助於瞭解LUAD如何在細胞和分子水准上進展。

參考消息:

https://www.nature.com/articles/s41467-021-26770-2

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