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利用種特異性轉錄組技術揭示乳腺癌中腫瘤和基質的交互作用
2017/2/28 18:57:14 瀏覽次數:373

利用種特異性轉錄組技術揭示乳腺癌中腫瘤和基質的交互作用

      2015年8月,瑞典科學家Urban Lendahl和他的團隊發表題為Decoding breast cancer tissue–stroma interactions usingspecies-specific sequencing的文章,作者利用轉錄組測序,對乳腺癌中腫瘤和基質的交互作用進行探討,文章發表在breast cancer research(影響因子5.49)雜志上。

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一,據統計發病率占全身各種惡性腫瘤的7-10%,在婦女僅次于子宮癌,絕經期前后的婦女發病率較高,僅約1-2%的乳腺患者是男性。通常發生在乳房腺上皮組織的惡性腫瘤,是一種嚴重影響婦女身心健康甚至危及生命的最常見的惡性腫瘤之一。乳腺癌的病因尚未完全清楚,而探究癌細胞間、與周圍基質間相互作用的研究幾乎沒有。

為深入研究人類細胞移植到小鼠體內后腫瘤-基質交互作用(異種移植),文章對人和小鼠混雜在一起的細胞進行實驗,描述一個以信息分析學為基礎的,全基因組轉錄分析的技術,從小鼠和人類混合的細胞群體中解碼人類和小鼠轉錄本。

文章使用的這個新的種特異的測序技術-稱為S3(“S-cube”)——探索兩個不同的乳腺癌細胞系(移植在不同免疫狀態的小鼠乳腺脂肪墊組織)的轉錄變化。發現MCF7和MDA-MB-231對脂肪墊異種移植的反應不同、基質對于MCF7和MDA-MB-231細胞移植的反應也不同。

數據表明,S3 技術能準確記錄人類和小鼠細胞混雜在一起的轉錄變化,對于解碼組織或細胞間相互作用的轉錄實驗意義重大。

文章使用S3技術處理,并使用不同模式移植:MDA-MB-231細胞直接移植到乳腺脂肪墊而MCF7細胞被移植到單一的脂肪墊中。受體小鼠的免疫狀態也不同:普通小鼠用于MCF7移植,而SCID小鼠用于MDA-MB-231移植。

對比在體外培養的細胞,MCF7細胞在異種移植的情況下2142個基因上調,1564個基因表達下調;而異種移植的MDA-MB-231細胞中1456個基因上調,897個基因表達下調。比較異種移植后MCF7和MDA-MB-23細胞中分別上調的2142和1456個上調基因,顯示只有324個基因在兩種細胞類型中都上調,131個基因表達下調,表明被異種移植后兩個細胞系截然不同的適應需求。MCF7和MDA-MB-231細胞的差異反應可能不僅受細胞系移植的影響,也受兩個細胞類型不同移植技術的影響(MDA-MB-231細胞直接移植到乳腺脂肪墊而MCF7細胞被移植到單一的脂肪墊)。

此外,受體小鼠的免疫狀態也是不同的:用于MCF7移植的是普通小鼠,雖然缺乏T細胞,但保留B細胞和NK細胞;而MDA-MB-231細胞的異種移植在SCID(重癥聯合免疫缺陷)的小鼠,沒有T細胞和B細胞但保留NK細胞。雖然移植的起源細胞是合理的,移植技術和小鼠的免疫狀態對腫瘤轉錄組產生很大差異,而這些參數的精確性要由S3技術進一步研究探索。

基質對異種移植MCF7或MDA-MB-231細胞的反映也顯著不同,相比MDA-MB-231,MCF7中確定了4394個基因上調,743個基因表達下調。PCA顯示,MCF7基質中的全基因組轉錄組在MDA-MB-231 和未移植的基質轉錄組中起媒介作用,這與基礎形態的MDA-MB-231細胞系更有活性這一事實一致。此外還發現,MCF7和MDA-MB-231周圍的基質中的上調基因中包括參與細胞因子反應以及一些所謂普遍基質標記的基因,而MCF7基質涉及染色質重塑的基因也被富集。

總之,從共同培養的細胞數據和異種移植實驗表明,S3技術對轉錄組變化的報告將為基于在體外或有機體內混合物種細胞相互作用的轉錄組變化實驗提供新的見解。

原文索引:

Indira V.Chivukula, et al., Decoding breast cancer tissue–stroma interactions using species-specificsequencing, breast cancer research (2015) 17:109.

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