科普

胃癌单细胞测序

2019-03-12 765癌症胃癌全外显子组

世界卫生组织资料显示,胃癌是全球第三致命的癌症。其中,男性发病率高于女性。地理分布以亚洲、北欧,尤其日本、韩国和中国地区的发病率较高。一般来说,年纪越大,患上胃癌的机会越高,但近几年,由于饮食习惯的改变和作息的不规律,胃癌也呈现年轻化趋势。

研究方法

本项目研究人员从59岁的患有胃癌的男性患者获得肿瘤组织、正常组织和43个单细胞,首先对其进行了全外显子组测序(WES)。为了探索胃癌的细胞间异质性,研究人员进行了201个单细胞显著突变基因的分级聚类 。然后,构建了基于非加权组平均法(UPGMA)的系统发育树,发现肿瘤细胞与正常细胞分开聚类。为了进一步评估在本病例的胃癌发展中单细胞突变基因起重要作用的可能性,研究人员还在细胞水平上鉴定了24个候选体细胞显著突变基因。

研究结果

(1)研究人员还对单细胞的体细胞显著突变基因是否也在组织中突变进行了研究,比较了项目单细胞的细胞突变基因与另外54组胃癌组织的细胞突变基因发现了44个共有基因,还发现了5个具有非沉默取代的基因 (CDC27, FLG, PDE4DIP, CLEC4M, 和SPTA1) 。这些结果表明,在项目的单细胞数据中突变频率高的基因在相应的组织中缺失,也可能在群体水平上频繁突变,并在胃癌单细胞中发挥重要作用。

(2)为了研究24种突变基因的突变毒性,探究基因突变与蛋白质结构变异的相关性。研究人员在预测的24个存在相关性的显著突变基因的构象变化中,重点进行了两个基因CDC27和FLG的研究。研究结果表明,这些突变可能引发蛋白质的特征性变化,这会改变蛋白质的生物学功能,如活性或毒性。

(3)本项目还重点研究了胃癌细胞中CDC27和FLG突变的特征。研究人员对CDC27进行了western blot,shRNA敲除来探究其表达变化。对FLG进行了western blot,免疫荧光来探究其表达变化与位置。

(4)研究人员还通过对两个基因的MTT和菌落形成实验发现,与对照组相比,这两种基因的缺失都可以促进了细胞生长和菌落形成能力。综上结果表明,CDC27是一种突变后失活的肿瘤抑制因子,FLG的下调可能通过炎症的诱导促进细胞生长。

研究讨论

研究人员对来自中国的59岁胃癌患者的肿瘤组织、正常组织和43个单细胞进行了全外显子组测序。该项目是首个利用全外显子组单细胞测序来研究单细胞水平的胃癌突变情况。该项目的发现首次展现了肿瘤内胃癌的突变情况,证明在单个细胞中发现但在该个体的相应肿瘤组织中不存在的突变也可能促使胃癌发展。该发现为理解胃癌的异质性和个体化靶向治疗提供了机会。

引用

  1. 香港防癌会-胃癌手册;
  2. L. Peng, R. Xing, D. Liu et al., Characterization and validation of somatic mutation spectrum to reveal heterogeneity in gastric cancer by single cell sequencing, Science Bulletin, https://doi.org/10.1016/j.scib.2018.12.014](https://doi.org/10.1016/j.scib.2018.12.014

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