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單細胞多組學交叉分析 揭示腎透明細胞癌關鍵調控程序( 二 )

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此次研究中 ， 聯合團隊具體采用了4例腎透明細胞癌患者的手術標本進行研究 ， 對患者的腫瘤組織進行了配對的scRNA-seq和scATAC-seq測序 ， 分別獲得的38 ， 097和21 ， 272個單細胞 。
通過單細胞數據分析 ， 聯合團隊識別了多種淋巴細胞和髓系細胞亞群聯合腎透明細胞癌標志基因CA9和拷貝數變異特征 ， 在兩種數據類型中各鑒定出了一個腫瘤細胞群體 。
“總的來說 ， 實驗獲取的單細胞中 ， 免疫細胞是腎透明細胞癌微環境中主要的細胞群體 ， 占比大于70% ， 腫瘤細胞只占不到10% ， 還有一些正常組織細胞 。 ”文甲明介紹 。
【單細胞多組學交叉分析揭示腎透明細胞癌關鍵調控程序】通過設計嚴格的篩選策略 ， 并結合公開的人類癌癥基因組圖譜計劃數據庫（TCAGA-KIRC） ， 科研人員識別了4個腫瘤細胞特異富集且顯著和病人更差預后生存相關的轉錄因子 ， 具體為蛋白HOXC5、VENTX、ISL1和OTP 。
基于scATAC-seq捕獲到的染色質開放信息 ， 科研人員進一步識別出了這些轉錄因子的下游靶基因并構建了其表觀調控網絡 ， 分析發現 ， 這些轉錄因子的靶基因顯著富集于低氧和細胞增殖信號通路 ， 且包含多個在腫瘤細胞群體中顯著高表達的基因FXYD2和CRYAB 。
此外 ， 結合先前的scRNA-seq數據 ， 科研人員發現這些靶基因特異性地富集于腫瘤細胞群體 。
發現腎透明細胞癌潛在治療靶點
為進一步調查這些調控因子對腫瘤細胞的影響 ， 科研人員分別在腎細胞癌細胞系和異種移植小鼠腫瘤模型中分別敲低這幾個轉錄因子 ， 即下調轉錄因子表達水平后發現能夠顯著抑制腫瘤細胞的生長 。
“我們將人源腫瘤細胞系注射到免疫缺陷小鼠的皮下后產生腫瘤 ， 即為異種移植小鼠腫瘤模型 ， 以模擬腫瘤細胞在體內的生長能力 。 ”文甲明解釋說 。
同時 ， 結合國際公開的小分子化合物擾動數據庫LINCS10 ， 科研人員篩選出了2個已被美國食品藥品監督管理局（FDA）批準用于疾病治療的藥物進行對照試驗 。
科研人員分別在兩個鑒定出的腎細胞癌細胞系培養過程中 ， 將篩選出來的藥物按提前摸索好的濃度加入到細胞培養基中 ， 作為藥物處理組 ， 同時在對照組中向培養基中加入與藥物處理組等量體積二甲基亞楓 ， 藥物處理兩天后 ， 收集藥物處理組和對照組細胞 ， 檢測HOXC5、ISL1和VENTX的轉錄水平 。
經檢測發現 ， 藥物處理組的HOXC5 ， ISL1和VENTX的轉錄水平明顯低于對照組 。 基于此 ， 科研人員將敲低了轉錄因子的腎細胞癌細胞系和對照組的腎細胞癌細胞系 ， 同時以同樣數量注射到免疫缺陷小鼠皮下 ， 一段時間后 ， 敲低轉錄因子組的皮下腫瘤明顯小于對照組小鼠 。 科研人員即認為敲低轉錄因子能明顯抑制腎細胞系細胞在體內的生長能力 。
采訪人員了解到 ， 科研人員對經藥物處理組、對照組的腎細胞癌細胞 ， 檢測細胞增殖能力 ， 發現藥物處理組與對照組相比 ， 腎細胞癌細胞體外增殖速度明顯減慢 。
此外 ， 科研人員刻畫了對各個免疫細胞亞群的轉錄程序和表觀特征 ， 并在腫瘤細胞和免疫細胞亞群間識別出了多對具有潛在臨床意義的配體-受體互作對 。
“本次研究描繪了腎透明細胞癌的單細胞轉錄組和表觀基因組圖譜 ， 識別了腫瘤細胞特異的基因轉錄和表觀調控程序 ， 可為設計更有效的治療策略提供新的線索 。 ”文甲明表示 。