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    我国学者在解析胃炎癌转化单细胞网络方面取得重要进展

    日期 2019-05-23   来源:医学科学部   作者:刘学伟 林朝展 韩立炜  【 】   【打印】   【关闭

    图. 胃炎癌转化单细胞图谱、涵盖细胞-分子-生物功能等多层次信息的胃炎癌转化单细胞网络,以及胃癌极早期细胞标志物

      在“非可控性炎症恶性转化的调控网络及其分子机制”国家自然科学基金重大研究计划集成项目(批准号:91729301)、“病证结合的方法学研究”领域重点项目(批准号:81630103)等资助下,清华大学自动化系、信息国家研究中心李梢课题组以胃炎癌转化为范例,在解析胃炎癌转化单细胞网络、发现胃癌极早期细胞标志物,由此促进胃癌中西医精准防控方面取得重大进展。研究成果以“Dissecting the Single-Cell Transcriptome Network Underlying Gastric Premalignant Lesions and Early Gastric Cancer”(解析胃癌前病变和早期胃癌的单细胞转录组网络)为题,于2019年5月7日在线发表于Cell子刊Cell Reports(《细胞报告》)上。论文链接:https://www.cell.com/cell-reports/pdf/S2211-1247(19)30525-X.pdf。李梢教授为该文通讯作者,清华大学博士生张鹏为第一作者,中日友好医院医生杜时雨在样本采集上提供了重要帮助。

      炎癌转化是肿瘤高发的一个重要因素。如何深入理解非可控性炎症恶性转化的分子网络机制、寻找炎癌转化的标志物和干预靶点是炎癌转化早期逆转、精准防治的一个重点和难点问题。与此同时,中医经常采用寒、热等理论对炎症和肿瘤患者进行辨证论治,如何理解中西医的关系,助力炎癌转化早诊早治、个体化诊疗也是一个值得探索的关键问题。

      该研究采集了一组非萎缩性胃炎、慢性萎缩性胃炎、肠上皮化生、早期胃癌的患者,这些患者还具有胃灼痛、大便干燥、舌苔黄或厚等若干中医“胃火”相关临床表现。通过克服微量细胞分离、异质单细胞数据整合等系列技术难点,该研究从患者的胃组织中分离出50,000余个单细胞进行转录组检测,首次建立了从胃炎到早期胃癌的单细胞转录组图谱,并构建出胃炎癌转化单细胞网络,系统地揭示了不同类型细胞从癌前病变到早期胃癌进展过程中发生的基因表达变化。通过解析单细胞网络,该研究发现高表达MUC6的腺粘膜细胞随着疾病的进展出现了肠样干细胞表型,提示其可能是介导肿瘤发生的关键步骤;同时还发现“炎症增强-代谢加剧-细胞增殖增加”是介导胃炎癌转化的共性分子特征,这为课题组前期研究发现中医寒热相关代谢-免疫网络失衡加剧会促进胃炎癌转化提供了重要佐证。尤为重要的是,通过系统分析胃早癌细胞与其他上皮细胞群之间的网络关联,该研究突破性地发现胃炎肠化早期、胃癌极早期的两类细胞群及其分子标志物(HES6, KLK10等),有望助力胃癌前病变、胃癌的极早期发现和中西医精准诊断。这两种标志物已申请发明专利,正进行试剂盒研制和更大规模的临床验证。本文的成果从单细胞层次为深入理解非可控性炎症恶性转化的分子网络及其动态演化机制提供了全新的视角,也为揭示病证结合的生物网络基础、发展胃癌中西医精准防治措施提供了重要突破口。




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