近日，真迈生物(wù)用(yòng)户俄罗斯科(kē)學(xué)院托木(mù)斯克國(guó)立研究医(yī)學(xué)中(zhōng)心癌症研究所在Scientific Reports上发表了题為(wèi)“Revealing molecular mechanisms of early-onset tongue cancer by spatial transcriptomics”的科(kē)研成果。该研究基于真迈生物(wù)GenoLab M高通量基因测序平台，分(fēn)别对9例舌鳞状细胞癌样本进行空间转录组學(xué)测序，并对2例样本进行单细胞转录组學(xué)测序，全面揭示了早发性舌鳞状细胞癌的独特转录组特征和潜在分(fēn)子机制，為(wèi)该癌症的进一步研究和个性化治疗提供了参考。
舌鳞状细胞癌（Tongue Squamous Cell Carcinoma, TSCC）是一种起源于舌黏膜鳞状细胞的恶性肿瘤，是舌恶性肿瘤中(zhōng)最常见的组织病理(lǐ)类型。在年轻人中(zhōng)，早发性TSCC的发病率、侵袭性和对治疗的不良反应均呈现增加趋势，但传统的病因因素如烟草(cǎo)、酒精(jīng)和人乳头瘤病毒（HPV）似乎并不与之相关。这意味着，我们对这种癌症的了解还存在很(hěn)大空白，需要进一步探索其致病机制。
肿瘤组织是一个极其复杂的系统，包含肿瘤细胞与微环境各细胞群的相互作(zuò)用(yòng)。这种复杂性极大地限制了早发性TSCC的研究。空间转录组學(xué)技(jì )术能(néng)够分(fēn)析组织内原始位置的单个细胞的转录组，揭示肿瘤核心區(qū)域与转移边缘區(qū)域的转录组差异，并确定预后相关的基因表达模式，已成為(wèi)肿瘤學(xué)研究的有(yǒu)利工(gōng)具(jù)。单细胞转录组技(jì )术允许在单细胞水平直接分(fēn)析基因表达，提供了比传统组织块测序更高的分(fēn)辨率，能(néng)够揭示细胞亚群的差异。通过这些高通量测序手段，研究人员能(néng)够更深入地理(lǐ)解肿瘤的分(fēn)子异质(zhì)性，并鉴定潜在的治疗靶点，对早发性TSCC新(xīn)型治疗策略的制定具(jù)有(yǒu)重要意义。
丨早发性TSCC的空间转录组學(xué)特征
通过早发性TSCC的空间转录组测序（图1），研究人员共获得9类细胞簇，涵盖了肿瘤细胞、肿瘤相关成纤维细胞、上皮细胞、淋巴细胞以及骨髓免疫细胞等。这些细胞簇各自表达其特征性的分(fēn)子标记基因，揭示了它们的独特身份和功能(néng)。例如，肿瘤细胞中(zhōng)KRT1、KRT4、KRT5、KRT10、KRT13和KRT14等角蛋白基因表达水平较高；而在肿瘤相关成纤维细胞中(zhōng)，COL1A1、VIM和LUM等基因高表达。在早发性TSCC的肿瘤细胞簇中(zhōng)，与氧化应激、血管拟态、MAPK和JAK-STAT信号通路相关的基因表达显著增加，这些信号通路的激活可(kě)能(néng)与肿瘤进展和微环境调节密切相关。此外，肿瘤微环境的基因表达特征也显示出与骨髓源性抑制细胞、肿瘤相关巨噬细胞和浆细胞相关的基因表达水平上升，反映了肿瘤微环境中(zhōng)免疫抑制和炎症反应的激活。另外，在肿瘤侵袭的前沿區(qū)域，伴随着血管拟态现象，肿瘤相关巨噬细胞的排列及浆细胞和淋巴细胞的聚集，共同构成了类似三级淋巴结构的特殊微环境。这种结构的形成可(kě)能(néng)与肿瘤的免疫逃逸和进展有(yǒu)关，為(wèi)肿瘤细胞提供了一个支持其生長(cháng)和转移的有(yǒu)利环境。图1 早发性TSCC的空间转录组特征
丨早发性TSCC的单细胞转录组测序
為(wèi)进一步验证空间转录组测序的结果，研究人员又(yòu)进行了TSCC的单细胞转录组测序。结果显示，肿瘤细胞簇中(zhōng)MAPK和JAK-STAT信号通路显著富集，这可(kě)能(néng)是TSCC发展的关键驱动因素。在免疫微环境中(zhōng)，免疫细胞簇显示出抗原加工(gōng)和呈递相关基因的表达减少，T细胞受體(tǐ)基因表达的降低，显示了肿瘤微环境中(zhōng)的免疫抑制现象；而与血管拟态相关的基因表达升高，可(kě)能(néng)促进肿瘤的侵袭和转移。早发性TSCC的单细胞转录组测序结果支持了空间转录组學(xué)揭示的基因表达特征，进一步证实了这些特征在TSCC发展中(zhōng)的重要作(zuò)用(yòng)，為(wèi)未来的治疗策略提供了潜在的靶点。
图2 早发性TSCC的单细胞转录组特征
1、空间转录组及单细胞转录组测序揭示了早发性TSCC的独特转录组特征和潜在分(fēn)子机制；
2、早发性TSCC的肿瘤细胞簇中(zhōng)，MAPK和JAK-STAT信号通路显著富集，而在肿瘤微环境中(zhōng)，存在免疫抑制现象；
3、早发性TSCC的肿瘤侵袭前沿區(qū)域，伴随着血管拟态现象以及三级淋巴结构的特殊微环境，可(kě)能(néng)促进肿瘤细胞的免疫逃逸、侵袭与转移。
Patysheva, Marina R., et al. "Revealing molecular mechanisms of early-onset tongue cancer by spatial transcriptomics." Scientific Reports 14.1 (2024): 26255.