使用空间单细胞转录组学可视化弥漫性中线胶质瘤

被诊断患有弥漫性中线神经胶质瘤的儿童通常会在初次诊断后一年内死亡，因为目前还没有针对这种罕见癌症的有效治疗方法。但研究人员现在对这些肿瘤的外观有了更好的了解，并可以致力于开发新的治疗方法。

由 Dana-Farber/波士顿儿童癌症和血液疾病中心的医师 Mariella Filbin, MD, Ph.D. 领导的团队使用空间单细胞转录组学可视化不同年龄段肿瘤癌细胞的结构组和位置。

研究人员发现，细胞的空间组织可以帮助解释为什么弥漫性中线神经胶质瘤如此难以治疗。该研究于 2022 年 12 月 5 日发表在《自然遗传学》( Nature Genetics ) 上，是第一个在患者组织上使用空间分辨单细胞技术的研究，并强调未来需要根据肿瘤的情况进行专门治疗。

该团队将他们的研究重点放在弥漫性中线神经胶质瘤上，该神经胶质瘤是由一种称为 Histone3-K27M 突变的特定遗传变化驱动的，这种突变会促使大脑的早期干细胞发生癌变。

Filbin 博士及其同事通过测量来自 50 名年龄在 2 至 68 岁之间、具有 Histone3-K27M 突变的 50 人的组织样本中的所有遗传活性，来寻找肿瘤中年龄和位置相关的差异。

研究小组发现，小儿肿瘤以及脑干和脊髓中的肿瘤具有更多未成熟细胞。由于与干细胞的相似性，未成熟细胞可以快速、轻松地增殖，这可能有助于解释儿童弥漫性中线神经胶质瘤的致死率。

研究人员还注意到，成人肿瘤有更多的间充质样细胞，通常有助于修复受损组织，但也有助于肿瘤的生长和进展。然而，研究人员没有发现造成这种差异的任何潜在遗传原因。

“成人肿瘤似乎更多地受到免疫微环境的影响，”菲尔宾博士解释道。这些发现表明，患有弥漫性中线神经胶质瘤的儿童和成人可能需要不同的治疗方法。

此外，研究人员绘制了基因活动在空间中的位置，以了解肿瘤的结构和发展。他们的发现令人惊讶：癌症干细胞通过聚集在一起并用一种可以屏蔽和保护肿瘤的细胞围绕自身形成了“生态位”。

“我们现在可以一窥肿瘤是如何在视觉上自我组织的——与大脑的其余部分隔离开来防止免疫攻击，并靠近为它们提供食物的细胞，”菲尔宾博士说。了解肿瘤的结构使研究人员能够思考新的治疗方法。

Filbin 博士现在想了解不同的癌细胞如何相互交流并在肿瘤周围形成屏障，以便她的团队可以开发有针对性的治疗方法。“如果我们知道细胞是如何交流的，也许我们可以阻断它们的信号并阻止它们创造这些生态位，”她说。

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