探索肿瘤微环境
单细胞测序证明在检测在肿瘤细胞内的通信是非常重要的。
探索肿瘤微环境
介绍
为什么有些癌症转移渗透到遥远的器官和组织?为什么有些转移性肿瘤耐药?这些都是非常难回答的问题研究。许多人向肿瘤细胞本身的原因。然而,事实清楚地表明,这些细胞的内部运作不完全解释的行为。研究人员已经扩大了研究的范围,研究肿瘤微环境的元素可能扮演的角色。这包括血管、免疫细胞、成纤维细胞和肿瘤周围的细胞外基质。这项研究产生戏剧性的见解如何以及为什么癌细胞转移到身体的其他部位,成为耐药。
副教授亚历克斯·斯沃布里克博士是肿瘤恶化的实验室Garvan医学研究所的悉尼,澳大利亚。他的研究使用单细胞技术,如单细胞RNA序列(scRNA-Seq),研究肿瘤微环境在乳腺癌和前列腺癌。目标是阐明基因表达的模式在未来癌症治疗和识别潜在目标。
iCommunity单细胞的优点与斯沃布里克博士谈到下一代测序(上天)技术和肿瘤微环境的理解如何发展更强的抗癌治疗阿森纳是至关重要的。
亚历克斯·斯沃布里克博士是肿瘤恶化的实验室Garvan医学研究所的。
问:你什么时候加入Garvan研究所吗?
亚历克斯·斯沃布里克():我在研究所Garvan 12年。我以前是加州大学的博士后研究员,旧金山。Garvan工作研究所关注细胞基因组学。我用单细胞的方法来理解人类疾病。细胞基因组的一个令人兴奋的事情是,我们可以直接进入人类基本和转化的发现。然后我们用实验模型工作向后,帮助我们识别疾病的机制。
许多实验室实现细胞基因组学提供的机会提供新的见解疾病,是否癌症、自身免疫性疾病、免疫学、神经生物学。细胞基因组学研究在许多Garvan实验室研究所进行。研究所最近还建立了一个与以色列魏茨曼科学研究所的合作,创造Garvan-Weizmann细胞基因组学中心,重点研究新领域。
问:怎么可能肿瘤微环境影响疾病?
为:肿瘤微环境包括所有肿瘤细胞组成,不仅仅是恶性肿瘤细胞。越来越接受,肿瘤内的其他细胞不仅仅是乘客,但在疾病进展是积极的参与者。从本质上说,癌症是像一个生态系统。如果我们理解生态系统的所有组成部分,我们希望获得更大的洞察其行为。,包括其形成新的转移病变的能力及其对治疗的反应。
问:其他细胞的微环境可以在癌症发生和发展中发挥作用?
为:最明显的是免疫细胞的微环境。很明显,免疫系统在雕刻过程中发挥作用癌症恶化的开始。在我们的一生中,我们都将开发异常细胞突变的过程。在许多情况下,免疫系统会识别这些细胞并消除它们。在罕见的情况下,突变细胞发展策略来逃避免疫系统和癌症进展。有癌症疗法的发展和临床使用应对策略,例如免疫检查点的药物针对PD1, PDL1, CTLA4。
还有其他细胞成分的微环境证据尚不明朗,但我们怀疑扮演重要角色。我们感兴趣的基质细胞,包括成纤维细胞。这些细胞通常占了很大比例的肿瘤和机械的作用。例如,成纤维细胞确定僵硬或流体肿瘤可能。但也成纤维细胞与其他细胞的肿瘤,影响他们的行为。他们与癌症和免疫细胞。
问:如何理解成纤维细胞的作用在癌症促进新疗法的开发?
为:一些美丽的工作一直在进行实验系统在过去二十年中表明,成纤维细胞的行为影响肿瘤对治疗的反应。在积极的三阴性乳腺癌,我们表明,成纤维细胞建立一个利基市场,促进恶性,耐药肿瘤的行为。1如果我们能找到一种方法,针对那些成纤维细胞的小分子抑制剂,我们可以阻止他们提供支持,使癌细胞更好应对治疗。我们在实验模型成功地这样做,跑第一阶段试验证明这种策略的可行性。这是早期的证据表明,一个例子支持针对成纤维细胞或基质细胞来创建一个新的武器来治疗癌症。
“从本质上说,癌症的工作原理就像一个生态系统。如果我们理解生态系统的所有组成部分,我们希望获得更大的洞察其行为。”
问:你是如何开始调查肿瘤微环境?
为:我们使用免疫组织化学等方法,以及流式细胞仪分离细胞的肿瘤,因此我们可以把他们放进不同的管子。然后我们使用RNA-Seq在细胞池以理解他们的生物学。工作给我们带来了很长一段路,但它是艰苦的,我们还剩下异构管细胞群。
问:单细胞测序如何使您能够区分不同的细胞在肿瘤?
为:细胞是生命的基本单位和疾病。就像数以百万计的人类的流行病学研究使我们了解人口的行为,也是很重要的在细胞水平上研究生物系统来获得新的见解。
通过使用单细胞测序,我们不再从一个先验的假设开始我们会发现在肿瘤微环境。我们可以简单地观察和强调我们所做的发现。这导致惊人的新见解,否则我们不会获得。例如,在乳腺癌的研究我们发现人口的基质细胞,平滑肌细胞,我们没有意识到存在于这个状态在乳腺癌(未出版)。在过去的20年,这些细胞被认为是成纤维细胞,因为它们表达一些相同的标记。我们从来没有意识到他们是一个不同的细胞类型。
因为我们正在进行临床研究,我们使用有限的组织。通常,我们有足够的样本仅执行一个分析。我们花了很多时间学习我们可以从单个样本。yobet亚洲我们投资于multiomic方法,提供多个维度的数据从一个样本。例如,我们执行scRNA-Seq获得完整的转录组和有针对性的对成千上万的细胞细胞表面蛋白质组每样6000年NovaSeq系统。我们开发了一个名为曲目和基因表达的方法进行排序(RAGE-Seq),使我们能够执行完整的,同时为分子单分子测序,信息是至关重要的,如淋巴细胞受体。2我们还采用其他实验室开发的方法,如细胞转录组的索引和抗原表位进行排序(CITE-Seq),使我们能够执行scRNA-Seq蛋白质同时测量。使用CITE-Seq和NextSeq 500系统,我们可以获得数据150种不同的蛋白质表面的成千上万的单个细胞。
“我们投资于multiomic方法,提供多个维度的数据从一个样本。例如,我们执行scRNA-Seq获得完整的转录组和有针对性的对成千上万的细胞细胞表面蛋白质组每样6000年NovaSeq系统”。
问:你是如何识别不同类型的基质细胞和他们的角色在细胞内信号?
为:我们使用单细胞挥动技术来识别不同基质状态出现在癌症。我们鉴定出四种不同的基质的人群,包括所谓的myofibroblasts,炎性纤维母细胞,两种形式的平滑肌细胞(未出版)。根据基因表达特性,我们可以识别他们的细胞类型,预测它们表达的分子类型,并确定相邻细胞的分子信号。
假设我们正在追求的是基质微环境的性质在乳腺癌患者可能在某种程度上,决定消灭肿瘤细胞免疫系统主管。我们之前发现的肿瘤细胞和成纤维细胞信号使他们更积极。我们还发现证据的CD8 + t细胞,成纤维细胞信号的杀伤细胞免疫系统,在肿瘤微环境和分泌分子使这些t细胞更有效地杀死肿瘤细胞(未出版)。这个信号可以部分解释为什么乳腺癌的一代免疫疗法往往是无效的。
我们现在使用的实验系统来测试是否阻塞这个信号可以增强抗肿瘤免疫力在乳腺癌。我可以想象一个场景,患者可能有一天被给予免疫治疗除了代理会抑制基质微环境的信息。
问:转录属性显示瘤内异质性如何?
为:有多样性的所有细胞类型在一个肿瘤,包括在癌症细胞。然而,这种异质性的司机仍然难以捉摸。我们已经开始调查,使用scRNA-Seq异质性。内分泌疗法,如三苯氧胺和芳香化酶抑制剂,已经深刻地成功,挽救了成千上万的生命。然而,许多妇女仍然用这些药物治疗后复发。我们不了解复发在任何情况下的性质。有时,它是由雌激素受体的突变和有许多研究人员研究这个领域。在其他情况下,它可能是由细胞内异质性人口接受治疗。可能有不依赖于内分泌细胞的数量,可以解释的失败,这些女性内分泌疗法在治疗有效。
“在某些方面,我们的Illumina公司系统已经看不见我们。我们得到了我们的数据,我们知道它的好,我们继续前进。Illumina公司系统表现很好。”
因为它是一个转录因子,雌激素受体的活动可以方便地测量与单细胞基因组技术,如scRNA-Seq,评估不同的细胞和识别endocrine-resistant细胞种群的数量。希望有一天我们将会确定一个漏洞,消除这些人群。这项研究可能最终推动联合疗法的发展面临更大的妇女复发的风险。
问:如何Illumina公司门店系统表现在你的研究?
为:我们使用Illumina公司门店系统所有的高通量测序的需要。我们执行转化研究,使用宝贵的临床样本,所以我们需要技术平台试剂是可靠的,一致的和高质量的。在某些方面,我们的Illumina公司系统已经看不见我们。我们得到了我们的数据,我们知道它的好,我们继续前进。Illumina公司系统已经表现很好。在早期,我们使用了NextSeq 500系统。我们的单细胞测序伙伴,Ramaciotti基因组学中心的新南威尔士大学,获得了NovaSeq 6000系统由于其高容量测序在2019年初,我们开始使用它。我们与我们的同事批样品测序运行,使我们能够从规模经济中受益。它推动我们的测序成本和数据是一如既往的好。
接下来的步骤是什么在你的研究?
为:我们将执行更多的细胞基因组中填补空白的理解一些常见癌症。在前列腺癌中,我们研究在疾病早期局部和转移性疾病。前列腺癌有一些野生的异质性。研究前列腺癌的病理学家通常需要专门的疾病,因为复杂的组织病理学。通常不止一个癌症焦点先前存在的前列腺内,与癌症包围动态基质重塑。这是一个令人兴奋的研究领域,我们会学到很多从纯形态学研究转向更深层次的遗传的见解。yobet亚洲我们投入很多努力以找到正确的方式来过滤挥动支安打,让他们回到实验系统来测试他们的相关性。使用这种方法,我们可以从现象的观察到的机械化或治疗重要的东西。
问:你看到什么即将到来的趋势在癌症研究中使用门店测序吗?
为:趋势之一是空间RNA分析和相关技术。目前,大多数单细胞基因组学研究从细胞悬液。因此,我们失去了空间,在这些细胞形态和位置信息。
新技术使我们能够执行细胞决议测序研究组织。以这种方式,我们可以维持细胞的形态和空间关系信息到其他细胞,是细胞间识别和显示信号的关键。这是令人兴奋的,我期待着我们学习这些新技术。yobet亚洲
阅读更多关于Garvan测序研究所:
yobet亚洲亚博官网人口了解更多关于系统本文中提到:
NovaSeq 6000系统,www.169o.com/systems/sequencing-platforms/novaseq.html
NextSeq 500系统,www.169o.com/systems/sequencing-platforms/nextseq.html
引用
- Cazet,回族MN, Elsworth提单,等。针对基质重塑和癌症干细胞可塑性克服三阴性乳腺癌药物抗性。Nat Commun。2018;9:2897。doi: 1038 / s41467 - 05220 - 6。
- 辛格M, Al-Eryani G -卡斯韦尔的年代,et al。高通量有针对性的读单细胞测序揭示了淋巴细胞的克隆和转录景观。Nat Commun。2019;10 (1):3120。doi: 10.1038 / s41467 - 019 - 11049 - 4。