公开单细胞资料用于寻找间质相关候选基因
复旦大学附属肿瘤医院(Fudan University Shanghai Cancer Center)等团队结合公开转录组和患者来源类器官,研究肝内胆管癌中的吉西他滨反应。研究整合 4 个公开单细胞数据集,保留 50,176 个细胞,分为 10 类主要细胞群。
在数据中采集到的成纤维细胞里,约 97% 来自肿瘤样本,3% 来自邻近正常组织。成纤维细胞相关共表达基因主要涉及细胞外基质组织和细胞—基质作用,成为后续候选筛选的起点。
预测药物敏感性与表达分析共同指向 TPM2
团队用药物敏感性数据库及 oncoPredict 算法,根据癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)的表达资料估计吉西他滨半数抑制浓度,再将样本按预测值分组。这一步使用计算估计,并未对这些 TCGA 肿瘤进行实测药敏。
2 组表达差异基因与成纤维细胞共表达模块相交,得到 8 个候选。原肌球蛋白家族成员 TPM2 与 SOD3 在成纤维细胞中较突出;TPM2 还与不良生存、上皮—间质转变及基质相关程序有关,因此进入功能试验。
2 位患者的类器官呈现不同吉西他滨反应
团队从 2 位晚期肝内胆管癌患者建立 ICCO1 和 ICCO2,在 Matrigel 中形成三维结构。组织染色和胆管相关标志检查模型身份,ICCO2 的部分肝胆谱系标志也更明显。
CellTiter-Glo 3D 浓度—反应检测显示,ICCO1 的吉西他滨半数抑制浓度为约 0.754 μM,ICCO2 为 1.569 μM。取材发生在患者接受吉西他滨与奥沙利铂肝动脉灌注化疗之前;2 个周期后,ICCO2 对应患者影像进展更明显,ICCO1 对应患者相对稳定。
体外单药与患者的联合灌注方案采用不同用药和暴露条件。这 2 例用于观察模型差别与随访的对应,后续 TPM2 功能试验选择反应较弱的 ICCO2。
去除 TPM2 后,药物损伤及相关标志改变
研究在 ICCO2 中分别采用两套独立的 TPM2 干预,并以不针对目标基因的模型为参照。蛋白检测确认 TPM2 减少后,各组接受 10 μM 吉西他滨 5 天,以活死染色和图像面积评估结果。
药物组中,参照模型的活细胞阳性面积比例约为 66.6%,两套 TPM2 干预模型约为 50.1% 和 49.7%,死亡染色信号增加。每组面积量化来自 3 次独立实验,类器官和视野为各次实验内的测量单位。
同时,胆管上皮标志 CK19 保留,而 Vimentin、部分上皮—间质和基质相关基因减少;NOTCH1、HES1、HEY1 表达及 Notch1/HES1 蛋白也下降。作者据此提出,TPM2 相关的细胞骨架和基质程序可能与 Notch 及药物耐受相联系。

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肿瘤细胞试验与成纤维细胞作用仍需衔接
候选筛选从成纤维细胞相关表达出发,功能检测则在缺少间质的肿瘤类器官中完成。结果支持肿瘤细胞自身 TPM2 的作用,成纤维细胞来源 TPM2 如何影响肿瘤药物反应,还需直接研究。
作者提出,后续可加入类器官—成纤维细胞共培养、不同基质条件及空间转录组。当前去除 TPM2 的实验集中于 1 个模型,TPM2、Notch、细胞骨架和吉西他滨反应之间的具体因果次序也有待进一步验证。