空间 plus 单细胞技术,胃癌研究界的超级利器!

2025-06-20 16:04 来源:丁香园 作者:
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胃癌在全球范围内的发病率与死亡率均居高不下。鉴于其显著的异质性以及复杂的肿瘤微环境,传统治疗手段通常难以取得理想效果。因此,科研工作者迫切需要探索更为有效的治疗策略及早期诊断方法,以应对这一挑战。

空间多组学技术能够在保持组织空间结构完整性的前提下,对基因、蛋白质等多种生物分子进行深入的分析研究。而单细胞测序技术则能够解析单个细胞的基因表达谱,揭示细胞异质性以及不同细胞亚群的功能差异和对药物的敏感性差异。将这两种技术相结合,可以实现对肿瘤微环境中细胞相互作用的更全面分析。(点击了解详情)

接下来,让小编给大家展示,空间加上单细胞技术在胃癌研究里的那些事儿。

案例一:空间+单细胞 让胃癌组织异质性「无所遁形」

文献名称:Spatially resolved multi-omics highlights cell-specific metabolic remodeling and interactions in gastric cancer

期刊:Nature Communications

影响因子:17.7

发表时间:2023 年

实验方法:收集  7  例术前未接受放化疗男性胃癌患者术后癌组织,构建了人胃癌 SGC7901 细胞裸鼠异种移植瘤模型,并在癌细胞移植后的第 7、13、21 天处死小鼠以获取肿瘤组织。通过空间代谢组学(Spatial Metabolomics, SM)技术分析了代谢物的空间分布特征;利用空间脂质组学(Spatial Lipidomics, SL)技术获取了脂质的空间特征;并借助空间转录组学(Spatial Transcriptomics, ST)技术分析了基因表达的空间特征。

分析方法:将  SM、SL  和  ST  数据进行整合分析,构建代谢物/脂质与上游调控基因的关联网络,分析细胞类型、代谢重编程及细胞间相互作用。并通过细胞注释和免疫组化进行验证,辅助结果解读。

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研究结果与结论:通过整合空间代谢组学、脂质组学和转录组学技术,本研究揭示了胃癌组织中显著的代谢异质性。研究结果表明,精氨酸、脯氨酸以及脂质代谢通路在胃癌中经历了重编程,同时在肿瘤界面区域观察到免疫代谢重编程现象。本研究不仅阐明了胃癌复杂的代谢重塑及细胞间代谢相互作用,而且为理解肿瘤分子机制提供了新的视角,并为癌症治疗策略的制定指出了潜在的靶点。

案例二:空间+单细胞技术大揭秘!看胃癌细胞如何暴露「身份」!

文献名称:「Single - cell atlas of lineage states, tumor microenvironment, and subtype - specific expression programs in gastric cancer」

期刊:Cancer Discovery

影响因子:38.2

发表时间:2022

实验方法:选取 31 名患有不同临床分期和组织学亚型的患者所提供的 48 例样本,执行了包含 20 万个细胞的单细胞测序(scRNA-seq),并利用数字空间蛋白组分析技术(DSP),对 FFPE 样本中特定细胞区域的靶向蛋白空间表达谱进行了验证。

分析方法:对  scRNA - seq  数据进行降维分析、细胞注释、浆细胞拟时序分析等,比较差异基因。

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研究结果与结论:确定  34  种不同细胞谱系状态,发现浆细胞比例增加是弥漫型肿瘤的新特征,揭示与  KLF2  相关的弥漫性胃癌的浆细胞介导发病程序;研究发现,胃癌中特定的癌症相关成纤维细胞亚群,其特征为 INHBA 和 FAP 的共表达,这种分期积累的细胞群已被证实可作为临床不良预后的重要预测因子。该研究生成全面的胃癌单细胞图谱,为理解胃癌的细胞异质性和发病机制提供新视角,有助于发现潜在预后标志物。

案例三:空间+单细胞 辅助胃癌患者「病情分层」

文献名称:「Stroma - associated reactive invasion front areas (SARIFA) - a new prognostic biomarker in gastric cancer related to tumor - promoting adipocytes」

期刊:Journal of Pathology

影响因子:9.883

发表时间:2022

实验方法:纳入胃癌  TMA  样本(集合  A 160  例,集合  B 320  例),分为  SARIFA  阳性和  SARIFA  阴性两种亚型。采用 DSP 空间转录组技术深入探究差异基因的表达情况,并借助免疫组化手段验证这些差异基因在蛋白质层面的表达水平。

分析方法:分析两种集合病例的临床病理特征,汇总生存曲线,研究差异基因与临床特征的相关性。

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研究结果与结论:SARIFA  阳性肿瘤与晚期分期、远处转移、淋巴血管侵犯等因素相关,为独立的胃癌负面预后因素;发现不同亚型的差异基因包括  COL15A1、FABP2、FABP4、FGB  等,其中  COL15A1  和  FABP4  在  SARIFA  阳性肿瘤浸润前区(SARIFA - IF)高表达。该研究通过胃癌病理形态学的预后分层,成功挖掘出具有临床意义的生物标志物,这不仅有助于病人进行更精确的分层诊疗,而且可以为胃癌治疗提供更为个性化的治疗方案,从而改善患者的预后。

案例四:空间技术和单细胞分析联手,让胃癌免疫治疗的神秘面纱被揭开!

文献名称:Acta2 expression predicts survival and is associated with response to immune checkpoint inhibitors in gastric cancer

期刊:Clinical Cancer Research

影响因子:8.9

发表时间:2023 年

实验方法:收集 567 例患者的临床信息及生存期,根据 32 个特征基因分组,通过 bulk RNA - seq 技术对 Acta2 表达量分层,对 9 例接受免疫检查点抑制剂(ICI)治疗患者的肿瘤样本进行数字空间分析,用抗泛细胞角蛋白(PanCK)、CD45 和平滑肌肌动蛋白(α - SMA)抗体标记肿瘤上皮细胞、免疫细胞和癌症相关成纤维细胞(CAFs)。

分析方法:研究 ACTA2 基因在不同肿瘤组织中的表达及其与预后相关性,分析 ACTA2 基因变异和免疫浸润水平,探讨其在 ICI 应答中的作用。

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研究结果与结论:Acta2 的表达与生存期密切相关,微卫星不稳定性高(MSI - H)的患者预后更好,微卫星稳定(MSS)患者 Acta2 表达更高;Acta2 表达水平与 ICI 应答相关,Acta2 低表达患者对 ICI 治疗响应性更强;Acta2 在 CAFs 中的低表达与 ICI 反应有关。最近研究表明,肿瘤 Acta2 的表达水平是胃癌患者生存期强有力的预后指标。此外,免疫检查点抑制剂 (ICI) 疗法,如抗 PD-1/PD-L1 抗体,已被证明能有效激活免疫反应杀死癌细胞。研究还发现,HER2/cortactin 共过表达与胃癌患者的总生存期显著相关,这可能为胃癌的个性化治疗提供新的思路。因此,Acta2 表达水平的检测,结合对 ICI 疗法的反应预测,以及 HER2/cortactin 共过表达的评估,共同为优化胃癌免疫治疗方案提供了有力的依据。

非因生物单细胞空间多组学分析策略(点击了解详情)

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编辑: 朱卿

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