5篇前列腺（癌）單細(xì)胞測(cè)序文章一覽

發(fā)稿時(shí)間：2019-04-23來(lái)源：天昊生物

本期內(nèi)容為您總結(jié)泌尿系統(tǒng)腫瘤之前列腺（癌）中單細(xì)胞測(cè)序研究概況：從PubMed中通常以如下方式檢索能夠比較全面地發(fā)現(xiàn)某個(gè)癌種中的單細(xì)胞測(cè)序paper。以prostate cancer（PCa）為關(guān)鍵詞，7分以上有5篇文章涉及到單細(xì)胞測(cè)序在前列腺（癌）中的應(yīng)用，其中15分以上2篇，7-10分3篇。從內(nèi)容上看2篇涉及到單細(xì)胞DNA測(cè)序，3篇為單細(xì)胞RNA測(cè)序（其中一篇為正常的前列腺組織）。

 

 

1. Spatial Intratumor Genomic Heterogeneity within Localized Prostate Cancer Revealed by Single-nucleus Sequencing（少量細(xì)胞的單細(xì)胞基因組測(cè)序揭示了前列腺癌細(xì)胞異質(zhì)性）[1]

 

一篇2018年11月份的European Urology（IF:17.581）為北京醫(yī)院泌尿外科和病理科等合作完成，主要利用單細(xì)胞全基因組測(cè)序?qū)?lái)源于2位PCa患者局部損傷（localized lesions）組織的17個(gè)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行分析（3個(gè)正常細(xì)胞，1個(gè)血細(xì)胞樣本），單細(xì)胞基因組測(cè)序基于MALBAC全基因組擴(kuò)增。

 

結(jié)果發(fā)現(xiàn)單個(gè)腫瘤細(xì)胞有更高的突變負(fù)荷，從突變圖譜、拷貝數(shù)變異和染色體重排三個(gè)方向分析了單細(xì)胞數(shù)據(jù)結(jié)果，而且與已有的PCa突變特征進(jìn)行比較，并且基于Gleason scores分析了細(xì)胞之間的異質(zhì)性。

 

單細(xì)胞基因組測(cè)序揭示每個(gè)樣本體細(xì)胞突變圖譜

 

2. Utility of single cell genomics in diagnostic evaluation of prostate cancer（結(jié)合單細(xì)胞基因組數(shù)據(jù)能夠用于前列腺癌診斷評(píng)價(jià)）[2]

 

本文（Cancer Research, IF:9.13）的幾位作者是單細(xì)胞DNA測(cè)序領(lǐng)域的泰斗級(jí)人物，第一篇單細(xì)胞DNA測(cè)序就是出自他們之手。利用11例患者的前列腺組織樣本進(jìn)行單細(xì)胞核DNA測(cè)序（single-cell nucleus sequencing），結(jié)合臨床病理參數(shù)能夠有效地評(píng)價(jià)腫瘤的生長(zhǎng)和侵入性，基因組數(shù)據(jù)包括克隆群體的存在、群體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、拷貝數(shù)變異的復(fù)雜程度、檢測(cè)克隆拷貝數(shù)特征的細(xì)胞比例。這些參數(shù)顯示與前列腺惡性程度、Gleason score等有較好的相關(guān)性。因此聯(lián)合基因組的這些參數(shù)分析能夠更好地診斷評(píng)價(jià)前列腺癌，有效地提高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性和客觀性，從而告知治療決策。

 

3. RNA-Seq of single prostate CTCs implicates noncanonical Wnt signaling in antiandrogen resistance（單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組揭示CTC中異常信號(hào)通路，闡釋了細(xì)胞異質(zhì)性影響了前列腺癌治療的效果）[3]

 

這篇Science針對(duì)13位PCa患者利用微流控富集、分離了77個(gè)完整的CTCs進(jìn)行單細(xì)胞RNA測(cè)序，同時(shí)與12個(gè)患者組織bulk測(cè)序、來(lái)源于4個(gè)細(xì)胞系的30個(gè)細(xì)胞、5個(gè)患者來(lái)源的白細(xì)胞對(duì)照數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。

 

每個(gè)個(gè)體的CTC展現(xiàn)相當(dāng)大的異質(zhì)性，包括雄激素受體（AR）基因突變和剪接變異體的表達(dá)。對(duì)患者經(jīng)AR抑制劑治療的CTC回顧性分析發(fā)現(xiàn)，與未治療的患者相比非常規(guī)（）的Wnt信號(hào)通路被激活。而前列腺癌細(xì)胞中的Wnt5a異常表達(dá)能夠減弱AR抑制劑的抗增殖效果，然而在耐藥的細(xì)胞中其抑制能夠恢復(fù)部分敏感性。因此前列腺癌CTC單細(xì)胞測(cè)序揭示的信號(hào)通路中的異質(zhì)性能夠解釋為什么存在治療失敗的情況。

 

4. A Cellular Anatomy of the Normal Adult Human Prostate and Prostatic Urethra（單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組揭示正常前列腺細(xì)胞圖譜，單細(xì)胞數(shù)據(jù)有助于提升FACS分選效果）[4]

這篇Cell Reports（IF：8.032）對(duì)正常成年人前列腺及前列腺尿道不同結(jié)構(gòu)區(qū)域的一共近98000個(gè)細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞RNA測(cè)序，使用的是10x Genomics Chromium controller系統(tǒng)進(jìn)行文庫(kù)制備。有意思的是，文章基于傳統(tǒng)的熒光激活流式分選系統(tǒng)（FACS）對(duì)特定類(lèi)型的細(xì)胞分選后進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序，然后整合這些單細(xì)胞數(shù)據(jù)，利用單細(xì)胞分析的細(xì)胞表面marker再調(diào)整優(yōu)化FACS分選，發(fā)現(xiàn)確實(shí)有效地提高了傳統(tǒng)方法分選細(xì)胞的效果。

 

A-C 傳統(tǒng)方法分選及單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)；D-E基于單細(xì)胞數(shù)據(jù)優(yōu)化分選策略

類(lèi)似于其它單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序文章，利用免疫熒光的方法對(duì)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中揭示的基質(zhì)細(xì)胞、上皮細(xì)胞以及Club和Hillock上皮細(xì)胞類(lèi)型分別進(jìn)行了分析和驗(yàn)證。

 

正常前列腺樣本中鑒別分離純的基質(zhì)細(xì)胞亞型

 

5. COX-2 mediates tumor-stromal prolactin signaling to initiate tumorigenesis（單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵信號(hào)通路，進(jìn)而研究腫瘤發(fā)生機(jī)制）[5]

 

PNAS的文章利用前列腺癌原位移植小鼠模型，單細(xì)胞RNA測(cè)序分析了149個(gè)前列腺癌腫瘤細(xì)胞，包括原位腫瘤細(xì)胞、CTC、肺轉(zhuǎn)移細(xì)胞，結(jié)合單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了催乳素受體（prolactin receptor）呈異常表達(dá)，誘導(dǎo)其表達(dá)能夠增加肺部轉(zhuǎn)移。繼而驗(yàn)證了COX-2, PGE2, prolactin, prolactin receptor之間的調(diào)控關(guān)系，針對(duì)COX-2的抑制劑能夠有效抑制催乳素分泌，從而降低腫瘤發(fā)生。

 

 

總結(jié)：從現(xiàn)有的前列腺（癌）單細(xì)胞測(cè)序文獻(xiàn)能夠看出，該領(lǐng)域的單細(xì)胞測(cè)序研究較少，特別像前列腺癌樣本的多細(xì)胞圖譜還未曾有報(bào)道，另外也沒(méi)有單細(xì)胞多組學(xué)的研究出現(xiàn)。

 

參考文獻(xiàn)

1. Su, F., et al., Spatial Intratumor Genomic Heterogeneity within Localized Prostate Cancer Revealed by Single-nucleus Sequencing. Eur Urol, 2018. 74(5): p. 551-559.

2. Alexander, J., et al., Utility of Single-Cell Genomics in Diagnostic Evaluation of Prostate Cancer. Cancer Res, 2018. 78(2): p. 348-358.

3. Miyamoto, D.T., et al., RNA-Seq of single prostate CTCs implicates noncanonical Wnt signaling in antiandrogen resistance. Science, 2015. 349(6254): p. 1351-6.

4. Henry, G.H., et al., A Cellular Anatomy of the Normal Adult Human Prostate and Prostatic Urethra. Cell Rep, 2018. 25(12): p. 3530-3542 e5.

5. Zheng, Y., et al., COX-2 mediates tumor-stromal prolactin signaling to initiate tumorigenesis. Proc Natl Acad Sci U S A, 2019. 116(12): p. 5223-5232.