【Nature子刊】史上最大单细胞RNA测序项目！首次发现胶质母细胞瘤干细胞，有望抑制癌细胞

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作者：Lauren

导言：胶质母细胞瘤是星形细胞肿瘤中恶性程度最高的胶质瘤，生长速度极快，70%～80%患者病程在3～6个月，病程超过1年者仅10%，在积极治疗后，也极可能在半年到一年之间马上复发并快速进展。因此，遏制胶质母细胞瘤的复发是降低其死亡率的重要难题。

要想更深入地了解癌症是如何开始、发展和获得对治疗的抵抗力的，部分取决于对癌症干细胞生物学的更深入探索。胶质母细胞瘤是最常见的成人原发性脑癌，对胶质母细胞瘤的干细胞生物学的研究是有限的。最近，一项研究发现了一种源自单一癌细胞类型的癌细胞结构，这种结构可以用来减缓癌细胞的生长。

这项研究是迄今为止最大的单个癌细胞RNA测序项目，包括55000个胶质母细胞瘤细胞和20000个正常脑细胞。研究人员将发育中的人类大脑的谱系等级与癌细胞的转录组进行了比较。结果发现，在每个肿瘤中有五种主要的癌细胞类型，这些癌细胞类型与正常人大脑中的细胞类型相似。

单细胞RNA测序突出了胶质母细胞瘤和胶质母细胞瘤干细胞的转录组异质性

研究人员第一次检测到他们所描述的胶质母细胞瘤干细胞（GSC），这是一种所有其他癌细胞都从中发育而来的细胞类型。他们显示出肿瘤的细胞分级组织起源于胶质瘤干祖细胞。

这项研究结果发表在《自然通讯》上，题为“单细胞RNA-seq揭示了胶质母细胞瘤重现正常的神经发育层次”（Single -cell RNA-seq reveals that glioblastoma recapitulates a normal neurodevelopmental hierarchy）。

研究人员在文中写道，他们发现了“一种以胶质祖细胞样细胞为中心的保守神经三系癌症体系。这种祖细胞群包含了大多数癌细胞的循环细胞，并且，利用RNA速度，通常是其他细胞类型的始发者。”

发育中的大脑单细胞RNA测序及胶质祖细胞的鉴定

研究小组发现，祖细胞GSCs比成熟癌细胞分裂得更多，尽管其在整个肿瘤中所占的比例相对较小，但却构成了肿瘤中绝大多数分裂细胞。这些快速分裂的细胞是层次结构中最早可检测到的癌细胞，因此成为了有希望的治疗靶点。在识别出祖细胞GSCs的分子脆弱性后，研究人员针对这些脆弱性发现祖细胞GSC的存活和增殖下降。在临床前疾病模型中，这降低了肿瘤的生长并提高了生存率。

麦吉尔大学（Mcgill University）蒙特利尔神经学研究所和医院的神经外科医生、脑癌研究员凯文·彼得雷卡（Kevin Petrecca）博士说:“我们的工作在解决胶质母细胞瘤异质性的复杂性方面取得了很大进展，并且提供了一个新的框架来重新考虑胶质母细胞瘤的性质。作为这项工作的一部分，我们的研究还表明，与数十年的教条不同，胶质母细胞瘤干细胞是肿瘤中分裂最迅速的癌细胞，我们确定了针对这些细胞的新方法。在这种疾病中，对这些癌细胞如何与癌症微环境相互作用的了解还不是很清楚，但这项研究可以作为一个很好的起点，在治疗之前了解胶质母细胞瘤是如何发生和发展的。”

胎脑路线图显示胶质母细胞瘤以祖细胞癌细胞为中心的三系结构

总之，该团队创建了一个可用于识别癌祖干细胞特异性治疗靶点的层级图。研究分析表明，正常的大脑发育协调了胶质母细胞瘤的发育，提示了胶质母细胞瘤层次的可能来源，并有助于识别癌症干细胞的特异性靶点。

参考：

【1】https://www.genengnews.com/news/single-cell-rna-seq-reveals-progenitor-glioblastoma-stem-cell/

【2】https://www.nature.com/articles/s41467-020-17186-5

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