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为探究间皮瘤细胞异质性，研究人员运用单细胞 RNA 测序（scRNA-seq），发现不同来源细胞基因特征不同，有望助力个性化治疗。
间皮瘤，一种令人闻风丧胆的癌症，近年来发病率不断攀升，治疗难度极大，患者预后往往不佳。这种癌症在细胞和分子层面存在着显著的异质性，肿瘤内部细胞形态和分子特征各不相同，就像隐藏在黑暗中的 “千面怪”，给精准诊断和有效治疗带来了重重困难。由于细胞异质性的存在，不同患者对治疗的反应差异巨大，一些治疗方案在部分患者身上效果显著，而在另一些患者身上却毫无作用，这使得间皮瘤的治疗陷入了困境。为了打破这一僵局，探索间皮瘤细胞异质性的奥秘，来自多伦多大学等机构的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员为了深入剖析间皮瘤细胞异质性，采用了单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）技术，对来自不同来源的间皮瘤细胞进行研究，这些细胞包括体外培养的细胞（CC）、肿瘤微环境中的腹腔灌洗液（Lav）以及小鼠模型中的循环肿瘤细胞（CTC）。同时，运用基因集富集分析来识别各个亚群独特的基因特征。
在研究设计和数据整合方面，研究人员从不同实验条件下获取了三组间皮瘤 RN5 细胞。将体外培养的细胞、从荷瘤小鼠外周血和腹腔灌洗液中分离得到的循环肿瘤细胞和腹腔灌洗液肿瘤细胞，进行 RNA 测序。通过分析，从总共 32,371 个细胞中鉴定出 8208 个肿瘤细胞，并对这些肿瘤细胞进行重新聚类分析12。
肿瘤细胞的鉴定和重新聚类结果显示，通过 t 分布随机邻域嵌入（tSNE）聚类分析，发现不同来源的细胞表达间皮瘤标记基因 Msln、Wt1 和 Sparc 。CC 组重新聚类为 6 个亚群，CTC 组为 4 个亚群，Lav 组为 5 个亚群。并且，不同组中上调基因存在差异，如 CTC 组中上调基因与血管生成和血小板激活相关，Lav 组中上调基因与补体激活相关34。
在与上调基因相关的标志性通路研究中，CC 组中上调基因显著富集的通路包括 MYC 靶点 v1 和 v2、E2F 靶点、mTORC1 信号通路等，这些通路主要参与细胞周期调控和增殖过程。CTC 组则在凝血、TNFα 通过 NFκB 信号通路、补体、凋亡和上皮 - 间质转化（EMT）等通路显著富集，表明其上调基因可能与促进间皮瘤癌细胞干性有关。Lav 组中 EMT 通路最为显著，且与 IFN - α 和 IFN - γ 反应相关，提示肿瘤微环境可能通过 EMT 过程帮助肿瘤细胞逃避免疫反应56。
基因本体（GO）注释分析发现，CC、CTC 和 Lav 组的 GO 注释在生物过程、细胞成分和分子功能类别上都具有独特性，不过 CTC 和 Lav 组存在部分重叠，这突出了不同微环境中间皮瘤细胞功能的异质性7。
进一步研究发现，CC 组中某些亚群促进细胞增殖的倾向更明显，其中 CC 集群 2 和 3 中与细胞增殖基因集重叠的基因百分比超过 40%，高于其他组的平均水平。通过 StemChecker 分析发现，CTC 组的集群 3 与多种干细胞基因集重叠度较高，表明循环肿瘤细胞似乎具有更多的干性特征。而 Lav 组与 EMT 标志性基因集的重叠度最高，这意味着 EMT 通路在 Lav 组中起着重要作用8910。
通过对癌症相关通路活性和患者生存率的分析，研究人员发现不同组的 GSVA 评分与癌症相关通路活性的相关性不同。CC 组中，上调基因的 GSVA 评分与细胞周期和凋亡通路正相关，与 RAS - MAPK 通路负相关；CTC 和 Lav 组则相反，Lav 组中 EMT 和 RAS - MAPK 通路显著上调。同时，CC 组基因表达对患者生存有显著影响，高表达与较差预后相关，而 CTC 和 Lav 组对患者生存影响不显著1112。
在研究中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）技术，对新鲜的单细胞（包括 CC、CTC 和 Lav 细胞）进行处理和分析；其次是基因集富集分析（GSEA），用于分析与各个亚群相关的功能富集通路和标志性基因集；此外，还使用了多种在线平台和工具进行数据分析，如 CReSCENT、WebGestalt、StemChecker、InteractiVenn 以及 GSCA 等，同时利用 The Cancer Genome Atlas（TCGA）数据库进行生存分析。
综合来看，该研究通过对间皮瘤细胞异质性的深入研究，揭示了不同来源间皮瘤细胞的独特基因特征和功能特性。这不仅有助于深入理解间皮瘤的发生和发展机制，更为重要的是，为开发更有效的个性化治疗方案提供了潜在的新靶点，有望改善间皮瘤患者的预后，推动癌症治疗领域的发展。间皮瘤细胞异质性的研究如同开启了一扇通往精准治疗的大门，虽然目前只是初见曙光，但随着研究的不断深入，相信未来会为癌症患者带来更多的希望和可能。
