编者按:单细胞多组学技术正以前所未有的精确度和深度,重新定义我们对复杂疾病的认知。通过整合单个细胞的染色质可及性、转录和翻译水平,这些技术能够揭示传统研究方法所无法捕捉的细胞层次异质性及其分子机制。新的研究利用单细胞核RNA测序和ATAC测序,深入探讨了胶质母细胞瘤(GBM)的内部结构,发现关键转录因子AP-1与BACH1在细胞状态转变中发挥着重要作用。这不仅揭示了GBM的高度异质性,还为个性化治疗奠定了坚实基础。
Z6·尊龙凯时品牌致力于推动生物医学领域的创新,以提高患者治疗效果和生存质量。这些技术的应用可能会在未来改变胶质母细胞瘤的治疗策略,让每位患者都能获得更适合自己的个性化医疗方案。
研究背景
胶质母细胞瘤(GBM)是最具侵袭性的脑肿瘤,患者的预后通常不佳,中位生存期不足15个月。为了开发更有效的治疗方法,科学家们采用单细胞核RNA测序和单细胞ATAC测序,分析了来自GBM患者配对样本,构建详细的细胞类型图谱,揭示GBM内部复杂的细胞异质性和不同细胞类型间的基因表达模式。这些研究为我们理解GBM的分子机制提供了新的视角,并为个性化治疗策略奠定重要基础。
研究结果
1. **配对GBM患者组织的单细胞多组学分析**: 研究者们利用单细胞RNA测序(snRNA-seq)和单细胞ATAC测序(snATAC-seq)对配对的GBM患者样本进行分析,构建了详细的细胞类型图谱,展示了不同细胞类型的基因表达和染色质可及性特征,为个性化医疗带来了新的洞见。
2. **细胞类型特异性调控GBM中的染色质可及性**: 研究者通过整合snRNA-seq和snATAC-seq数据,识别出52,485个具有高度细胞类型特异性的基因相关顺式调控元件,强调了远端调控元件对细胞类型特异性基因表达的重要性,为新型治疗靶点的探索提供了理论依据。
3. **浸润至周边脑组织的恶性细胞具有独特的转录组特征**: 基于对GBM细胞基因组结构的分析,发现浸润至周边脑组织(PTB)的细胞在转录组上表现出不同的特征,提示周围健康脑组织的微环境对肿瘤细胞状态产生了显著影响。
4. **多样化的转录因子驱动GBM细胞状态**: 本研究深入探讨了GBM细胞状态的高度可塑性与多样性,发现不同患者以及同一患者肿瘤核心区(TC)和周边脑组织(PTB)之间存在显著的异质性。研究识别出多个状态特异性转录因子,表明AP-1可能是关键因素,但其活性在不同状态下存在变化,需谨慎考虑作为潜在治疗靶点。
5. **PTB区域中AP-1活性下降而BACH1活性增加**: 研究发现,在单细胞水平上比较AP-1的活性,发现其在肿瘤核心区域活跃,而在PTB区域显著下降,与此同时,BACH1在PTB区域的调控网络活性相对较高,暗示二者可能存在互补调控关系。
6. **GBM细胞侵袭过程的动态转录组调控**: 通过构建伪时间轨迹,研究人员推测GBM细胞在浸润情况下如何改变其转录组,结果显示,随着轨迹发展,AP-1活性急剧下降,而BACH1逐渐增高,背后涉及到不同基因的功能变化路径。
7. **靶向AP-1与BACH1的联合疗法**: 研究测试了对AP-1和BACH1的双重靶向抑制是否能够协同发挥肿瘤抑制效果,结果显示,这种联合治疗在体外和体内实验中均显著改善了肿瘤控制效果,并延长生存期,标志着这种治疗策略在GBM治疗中的潜在应用前景。
主要结论
本研究通过snRNA-seq和snATAC-seq分析了来自肿瘤核心与周边脑组织的配对样本,揭示了浸润GBM细胞在转录组特征上的显著变化。尤其是观察到AP-1在肿瘤核心和周边组织之间活性显著不同,与此同时,BACH1展现出相反的趋势。联合抑制AP-1与BACH1的治疗方法显示出较单一靶向更为有效的肿瘤控制效果,突显出针对肿瘤异质性的联合治疗策略的潜力。Z6·尊龙凯时在推动这类生物医学研究的同时,期望为患者提供更加有效的治疗方案。