洪恒飛 本報記者 江耘

　　本次研究描繪了腎透明細胞癌的單細胞轉(zhuǎn)錄組和表觀基因組圖譜，識別了腫瘤細胞特異的基因轉(zhuǎn)錄和表觀調(diào)控程序，可為設(shè)計更有效的治療策略提供新的線索。

　　——文甲明浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院泌尿外科主任醫(yī)師

　　腎細胞癌(以下簡稱腎癌)是起源于腎小管上皮的惡性腫瘤。據(jù)國際癌癥研究中心數(shù)據(jù)庫GLOBOCAN統(tǒng)計，2020年全球腎癌的發(fā)病率居惡性腫瘤第14位，死亡率居第15位。其中，我國新發(fā)腎癌約7.3萬例，且仍呈上升趨勢。

　　腎透明細胞癌則是腎癌中最常見的病理亞型。由于其復雜的腫瘤微環(huán)境，當前多種臨床治療策略的臨床表現(xiàn)仍有待提升。深入刻畫腎透明細胞癌微環(huán)境中的細胞組成和基因組調(diào)控特征，對于理解腫瘤致病機理和開發(fā)新的治療策略具有重要意義。

　　不久前，浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院泌尿外科主任醫(yī)師文甲明、副主任醫(yī)師王博涵課題組聯(lián)合西湖實驗室謝琦研究員團隊，利用單細胞多組學技術(shù)揭示了腎透明細胞癌中的關(guān)鍵調(diào)控程序，發(fā)現(xiàn)了潛在的治療靶點。相關(guān)研究論文日前發(fā)表在國際期刊《細胞發(fā)現(xiàn)》上。

　　從數(shù)萬個單細胞中識別特殊蛋白質(zhì)

　　由腫瘤細胞、免疫細胞、間質(zhì)細胞、細胞外基質(zhì)及各種因子構(gòu)成的腫瘤微環(huán)境，是非常復雜的生態(tài)環(huán)境。腎透明細胞癌的腫瘤微環(huán)境具有高異質(zhì)性：同一惡性腫瘤在不同患者個體間或者同一患者體內(nèi)不同部位腫瘤細胞間以及不同臨床階段中，都存在較大差異，這使得一部分患者對靶向治療和免疫治療初始就不敏感或者最終產(chǎn)生耐藥性。

　　此次研究中，聯(lián)合團隊對4例腎透明細胞癌患者的手術(shù)標本進行研究，對患者的腫瘤組織進行了單細胞核轉(zhuǎn)錄組測序(scRNA-seq)和單細胞染色質(zhì)可及性實驗技術(shù)(scATAC-seq)分析，分別獲得了38097個和21272個單細胞。

　　“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(huán)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。

　　通過設(shè)計嚴格的篩選策略，并結(jié)合公開的人類癌癥基因組圖譜計劃數(shù)據(jù)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(guān)的轉(zhuǎn)錄因子，具體為蛋白HOXC5、VENTX、ISL1和OTP。

　　基于scATAC-seq捕獲到的染色質(zhì)開放信息，科研人員進一步識別出了這些轉(zhuǎn)錄因子的下游靶基因并構(gòu)建了其表觀調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。他們分析發(fā)現(xiàn)，這些轉(zhuǎn)錄因子的靶基因顯著富集于低氧環(huán)境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(jié)合先前的scRNA-seq數(shù)據(jù)，科研人員發(fā)現(xiàn)這些靶基因特異性地富集于腫瘤細胞群體。

　　發(fā)現(xiàn)腎透明細胞癌潛在治療靶點

　　為進一步調(diào)查這些轉(zhuǎn)錄因子對腫瘤細胞的影響，科研人員在腎癌細胞系和異種移植小鼠腫瘤模型中分別下調(diào)這幾個轉(zhuǎn)錄因子的表達水平后發(fā)現(xiàn)，這樣做能夠顯著抑制腫瘤細胞的生長。

　　同時，結(jié)合國際公開的小分子化合物擾動數(shù)據(jù)庫LINCS10，科研人員篩選出了2個已被美國食品藥品監(jiān)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癌細胞系培養(yǎng)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(yǎng)基中，作為藥物處理組；同時在對照組中向培養(yǎng)基中加入與藥物處理組等量體積的二甲基亞砜。藥物處理兩天后，科研人員收集藥物處理組和對照組細胞，檢測HOXC5、ISL1和VENTX的轉(zhuǎn)錄水平。

　　經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，藥物處理組的HOXC5、ISL1和VENTX的轉(zhuǎn)錄水平明顯低于對照組�；�于此，科研人員將下調(diào)轉(zhuǎn)錄因子表達水平的腎癌細胞系和對照組的腎癌細胞系，同時以同樣數(shù)量注射到免疫缺陷小鼠皮下。一段時間后，下調(diào)轉(zhuǎn)錄因子表達水平組小鼠的皮下腫瘤明顯小于對照組小鼠�？蒲腥藛T認為下調(diào)轉(zhuǎn)錄因子表達水平能明顯抑制腎癌細胞系細胞在體內(nèi)的生長能力。

　　記者了解到，科研人員檢測了藥物處理組、對照組的腎癌細胞的增殖能力，發(fā)現(xiàn)藥物處理組與對照組相比，腎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(zhuǎn)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(zhuǎn)錄組和表觀基因組圖譜，識別了腫瘤細胞特異的基因轉(zhuǎn)錄和表觀調(diào)控程序，可為設(shè)計更有效的治療策略提供新的線索�！蔽募酌鞅硎尽�