2021年3月23日,海軍軍醫(yī)大學(xué)王紅陽、陳磊及中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心高棟為共同通訊作者在Advanced Science(IF=16)上發(fā)表了題為“Single‐Cell Transcriptome Analysis Uncovers Intratumoral Heterogeneity and Underlying Mechanisms for Drug Resistance in Hepatobiliary Tumor Organoids”的論文,該研究產(chǎn)生了七種源性肝膽腫瘤類器官,以通過單細(xì)胞RNA測序探索異質(zhì)性和進化。該研究發(fā)現(xiàn)具有上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化狀態(tài)的HCC272被證明具有廣譜耐藥性。通過檢查癌癥干細(xì)胞標(biāo)記(例如PROM1、CD44和EPCAM)的表達模式,發(fā)現(xiàn)CD44陽性群體可能在HCC272中產(chǎn)生耐藥性。UMAP和偽時間分析確定了腫瘤內(nèi)異質(zhì)性和獨特的進化軌跡,其中CTNNB1、甘油醛3-磷酸脫氫酶(GAPDH)和NEAT1優(yōu)勢表達簇是常見的跨肝膽類器官。CellphoneDB分析進一步暗示具有低氧信號富集的代謝優(yōu)勢類器官可上調(diào)CD44亞組中NEAT1的表達并介導(dǎo)依賴Jak-STAT途徑的耐藥性。此外,在多個類器官中共享的代謝優(yōu)勢簇具有相似的特征基因(GAPDH、NDRG1、ALDOA和CA9)。GAPDH和NDRG1的組合是一個獨立的危險因素,也是患者生存的預(yù)測指標(biāo)。
該研究為肝膽腫瘤異質(zhì)性提供了重要見解,尤其是CSC分布的多樣性和細(xì)胞進化軌跡的復(fù)雜性。同時,揭示了CD44陽性亞群是通過過度激活Jak-STAT信號通路來引起耐藥性的,Jak-STAT信號通路是由缺氧負(fù)荷中上調(diào)的NEAT1誘導(dǎo)的。但還需要進行更大樣本量進一步研究,以更好地闡明切除或藥物治療后腫瘤異質(zhì)性與不良臨床特征之間的關(guān)系。