腫瘤進化始于單個或多個細胞的轉化，這些細胞擴增形成腫瘤。腫瘤惡性轉化之前是隨機分布的癌基因驅動突變，這會導致表型正常的組織中克隆擴增。這些克隆擴增會增加可積累額外驅動突變的細胞池，直到獲得足夠多的突變和基因表達變化來實現(xiàn)惡性轉化。值得注意的是，癌基因的驅動突變在正常人類上皮細胞（如皮膚、食道或結腸）中發(fā)生的頻率非常高。此外，高度競爭性的驅動突變克隆不僅被視為轉化的潛在基礎，還可以通過克隆競爭消除新出現(xiàn)的腫瘤，從而發(fā)揮腫瘤抑制作用。這些觀察結果提出了正常上皮克隆擴增與其在驅動惡性轉化中的作用之間的根本關系的問題。盡管目前CRISPR篩選是研究體內(nèi)克隆生長的有力工具，但它們僅限于簡單的讀數(shù)，例如對所有組織細胞類型取平均值的增殖。監(jiān)測正常上皮和腫瘤發(fā)生中的遺傳擾動克隆需要可擴展的組織范圍的平臺，這些平臺可以分析基因擾動對所有細胞類型的轉錄組后果。

　　2024年7月17日，來自瑞士蘇黎世大學再生醫(yī)學研究所的Ataman Sendoel教授和蘇黎世聯(lián)邦理工學院的Andreas E. Moor教授聯(lián)合在Nature雜志上發(fā)表文章In vivo single-cell CRISPR uncovers distinct TNF programmes in tumour evolution。在該研究中，研究團隊開發(fā)了一種體內(nèi)單細胞CRISPR技術，以系統(tǒng)地研究150個最常突變的鱗狀細胞癌基因的組織范圍克隆動態(tài)。研究團隊發(fā)現(xiàn)一個腫瘤壞死因子（TNF）信號傳導模塊，它依賴于TNFR1并涉及巨噬細胞，可作為上皮組織中克隆擴增的普遍驅動因素。而在腫瘤發(fā)生過程中，TNF信號模塊卻被下調。同時，還發(fā)現(xiàn)一組侵襲性癌細胞，它們切換到與上皮-間質轉化（EMT）相關的自分泌TNF基因程序。最后，研究團隊提供了體內(nèi)證據(jù)，表明自分泌TNF程序足以介導侵襲性，并揭示TNF程序特征與鱗狀細胞癌患者的較短總生存期相關。

　　在本研究中，研究團隊將超聲引導宮內(nèi)微注射到胚胎期9.5（E9.5）小鼠胚胎中與單細胞CRISPR技術相結合，以縱向監(jiān)測克隆擴增并以單細胞轉錄組分辨率記錄其潛在的基因程序。研究團隊選擇了人類頭頸部鱗狀細胞癌（HNSCC）和皮膚鱗狀細胞癌（sSCC）中150個最常改變的基因，包括134個突變基因和16個拷貝數(shù)變異（CNV）（其中15個是拷貝數(shù)擴增）。利用超聲引導的宮內(nèi)微注射系統(tǒng)，將慢病毒文庫送入E9.5小鼠胚胎的羊膜腔內(nèi)，以感染胚胎的單層表面外胚層，并引入每個選定的癌癥基因的功能喪失突變。隨后，在監(jiān)測克隆擴增過程中發(fā)現(xiàn)，表型正常上皮中的克隆擴增會匯聚在誘導TNF信號傳導模塊的共同途徑上。進一步研究發(fā)現(xiàn)，該TNF信號依賴于TNFR1，且受到巨噬細胞影響。有意思的是，在測試TNF信號傳導是否有助kaiyun官方開云于從克隆擴增到腫瘤起始的轉變時，其研究結果表明TNF具有雙重作用，并表明在從克隆擴增到腫瘤發(fā)生的轉變中，癌細胞下調了在克隆擴增階段利用的TNF模塊，而是在侵襲前沿轉向自分泌TNF-MMP9和MMP10軸（Mmp9和Mmp10是腫瘤特異性角質形成細胞（TSK）的標記基因）。此外，研究團隊還發(fā)現(xiàn)雖然EMT在克隆擴增中下調，但自分泌TNF基因程序與EMT協(xié)同作用。最后，為了探索TNF-TSK軸在人類鱗狀細胞癌中的意義，研究團隊測試了TSK標記物是否可以對鱗狀細胞癌患者的總體生存率進行分層。值得注意的是，多種TSK標記基因（如Mmp9、Inhba和Nt5e等）與不同鱗狀細胞癌類型的較短總體生存率密切相關。針對TSK特征，對HNSCC患者的總體生存率進行分層，中位生存期差異超過兩年。經(jīng)多變量分析證實，TSK特征是生存的獨立預后因素。

　　總的來說，本研究證明了將體內(nèi)單細胞CRISPR技術應用于哺乳動物組織的強大功能，強調了上皮細胞克隆擴增的多方面作用，并揭示了腫瘤進化過程中從TNF基因模塊到自分泌TNF程序的轉變。鑒于TSK特征表達與人類癌癥中較短的生存期之間存在很強的相關性，本研究結果為開發(fā)新的癌癥預防和治療策略奠定了基礎。

　　【原創(chuàng)文章】BioArt原創(chuàng)文章，歡迎個人轉發(fā)分享，未經(jīng)允許禁止轉載，所刊登的所有作品的著作權均為BioArt所擁有。BioArt保留所有法定權利，違者kaiyun官方開云必究。

　　特別聲明：以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布，本平臺僅提供信息存儲服務。

　　燒烤店老板娘被錄屏 8 分鐘！榜一大哥 太狠！最新細節(jié)披露！

　　外交部發(fā)言人就長江和記集團同意出售在巴拿馬業(yè)務答記者問：中方一貫堅決反對利用經(jīng)濟脅迫、霸道霸凌侵犯損害他國正當權益的行為

　　海底撈“小便門”十倍賠償?shù)劫~，請客者被朋友要求平分：大家一起吃的……律師解讀

　　聯(lián)想展示為中國市場定制的Legion GeForce RTX 5090D和RTX 5080 顯卡

　　古爾曼劇透蘋果 Apple TV 4K 機頂盒：10 月發(fā)布，Wi-Fi 升級