为了了解儿童脑瘤,研究人员转向单细胞分析
![From left to right: Paul Northcott, Ph.D., Kyle Smith, Ph.D. and Laure Bihannic, Ph.D., all of the Northcott lab in the St. Jude Department of Developmental Neurobiology, are researching the cells of origin for key medulloblastoma subtypes. Credit: St. Jude Children's Research Hospital 为了了解儿童脑瘤,研究人员转向单细胞分析](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2019/1-tounderstand.jpg)
圣裘德儿童研究医院和马萨诸塞州总医院的研究人员,以及其他研究人员,已经揭示了髓母细胞瘤的特定亚型的细胞来源,髓母细胞瘤是最常见的恶性儿童脑瘤。这项工作对成神经管细胞瘤的分类也有影响,这可能最终会影响临床护理。这项工作今天作为在线出版物发表在自然.
这项研究是迄今为止使用单细胞RNAseq技术对成神经管细胞瘤进行最深入的分析。这些发现揭示了四种已知的髓母细胞瘤亚型之间的关系。此外,研究人员还提出了一种以前未知的细胞来源,用于被研究的第4组亚群。
“看的能力单个细胞该研究的共同资深作者、圣裘德发育神经生物学学系的保罗·诺斯科特博士说:“在我们对成神经管细胞瘤亚型如何产生、驱动它们的原因以及我们如何为患者提供更有效的治疗方面,我们向前推进了10步。”
诺斯科特实验室和其他人之前的研究已经将成神经管细胞瘤分为四种不同的亚型:WNT和SHH(由它们的同名驱动)基因突变)、第三组及第四组。第3组和第4组占所有成神经管细胞瘤的60%,但是最不了解的。这在一定程度上是因为目前还没有模仿第4组基因的精确实验室模型。
使用肿瘤从四种亚型患者的样本中,研究人员进行了单细胞RNA测序。这项技术评估了每个细胞,为研究人员提供了关于亚型如何产生和相互关联的更详细的画像。RNAseq超越了传统的基因测序,深入研究了基因是如何被控制的,突出了可以决定细胞行为的重要机制。
这些结果首次表明4组成神经管细胞瘤可能起源于细胞在小脑中称为谷氨酸小脑核和单极刷状细胞。这是未来研究4组成神经管细胞瘤的一个关键发现,因为了解细胞来源可能使开发精确的实验室模型成为可能。
该研究没有证实3组成神经管细胞瘤的细胞来源。然而,研究结果确实提出了几种可能的解释。例如,第3组可能来自小脑以外的组织,这些组织没有被研究过。也有可能是作为第3组特征的致癌基因MYC改变了细胞,使它们与原始细胞相比无法识别。未来的研究将集中于进一步了解类群3的起源。
“第三组和第四组成神经管细胞瘤已经混淆了该领域,一些非常清楚地属于一种亚型或另一种亚型,但另一组表现出两种亚型的特征,”马萨诸塞州总医院和麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的医学博士、博士、联合资深作者Mario Suva说。“现在,我们可以更清楚地看到有一个介于第三组和第四组之间的中间组。”
通过深入研究中间群体3/4的生物学成神经管细胞瘤研究人员发现,这些肿瘤由未成熟和成熟肿瘤细胞的混合物组成,解释了目前与它们的分类相关的挑战。这种独特的生物学可能会促使研究人员以不同的方式思考这些肿瘤是如何分层的,并可能对未来临床试验的设计产生影响。
该研究还证实了SHH肿瘤可能源于小脑颗粒神经元祖细胞。这一发现加深了人们对SHH肿瘤因患者年龄而不同的理解。研究人员发现,在婴儿中,SHH肿瘤基本上已经分化,这意味着细胞已经成熟到最终的细胞类型;而在成人中,SHH肿瘤更原始,分化程度更低。这种差异可能与成人肿瘤中基因突变数量的增加有关。该研究还提供了对WNT肿瘤的见解,表明WNT肿瘤可以根据基因表达谱细分为四个不同的肿瘤细胞群。