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今日《細胞》:看清癌症内部的秘密!哈佛醫學院建構全新癌症圖譜

▎藥明康德内容團隊編輯

腸鏡群組織樣本篩查是預防、診斷結直腸癌的重要手段,盡管這種方式沿用已久,但其仍然存在一定局限性。病理學家在獲得樣本後,會借助染色來觀察組織的關鍵結構特征,如果确認組織産生癌變,還能夠推斷癌症的階段。

哈佛醫學院的系統藥理學教授Peter Sorger将這種方法比喻為盲人摸象。在《細胞》的最新研究中,Sorger教授和同僚創新地建構出了結直腸癌的大規模圖譜,研究成果結合了組織學和單細胞成像技術,在組織學特征上疊加了衆多分子資訊,首次讓人看到結直腸癌的全貌。

今日《細胞》:看清癌症内部的秘密!哈佛醫學院建構全新癌症圖譜

這一成果也克服了傳統方式無法捕捉癌症分子特征的局限性,幫助更多研究者獲得過去幾十年中難以提取的資訊。

今日《細胞》:看清癌症内部的秘密!哈佛醫學院建構全新癌症圖譜

▲研究建構出結直腸癌圖譜(圖檔來源:Shannon Coy, Santagata lab)

根據論文介紹,研究使用了循環免疫熒光以及多重成像技術,并對惡性良性腫瘤樣本的約1億個細胞進行了成像和分析。這種對惡性良性腫瘤的高清剖析,使研究者看到了往常被忽略的資訊。

盡管惡性良性腫瘤整體具有超強的複制和擴增能力,但新研究資料展示了不一樣的畫面:即使是單一的惡性良性腫瘤,也會具備不同的分區,其中有些侵襲性更強,有些會更弱。此外,有些區域的癌症特征更強烈,有些區域則相對溫和。

這些不同也決定了惡性良性腫瘤的組織學結構,也提示了惡性良性腫瘤未來的發展趨勢。

今日《細胞》:看清癌症内部的秘密!哈佛醫學院建構全新癌症圖譜

▲圖譜中左側的正常細胞朝着右側癌細胞演變(圖檔來源:Jia-Ren Lin, Sorger lab)

除了惡性良性腫瘤本身存在内部差異,免疫系統在單個惡性良性腫瘤内部,以及不同惡性良性腫瘤之間的變化也很大。研究還發現,負責抗擊癌症的T細胞功能通常也會被抑制,但其實與惡性良性腫瘤無關,抑制的根源可能還是微環境中的其他免疫細胞。這也提示在使用免疫療法之前先确認惡性良性腫瘤的敏感區域,或許能更好地發揮清除惡性良性腫瘤的效果。

在圖譜中,研究者還關注到了一類特殊結構,他們将其描述為黏蛋白池。這些黏蛋白池之間會有着各種通道連接配接,其中有一些突起狀的癌細胞。“這些惡性良性腫瘤結構在過去從來沒有看到過,現在我們能夠以3D的方式觀察了。”Santagata教授表示。

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▲研究建構的結直腸癌圖譜示意圖(圖檔來源:參考資料[2])

研究團隊指出,這部分結直腸癌圖譜将推進癌症研究,并有助于改進現有治療手段。他們也正在研究和繪制其他癌症類型的圖譜,這将為未來的精準癌症療法打下重要基礎。

參考資料:

[1] An unprecedented look at colorectal cancer. Retrieved January 19th, 2023 from https://www.eurekalert.org/news-releases/976656

[2] Multiplexed 3D atlas of state transitions and immune interaction in colorectal cancer. Cell (2023). DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2022.12.028

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