空間組學新技術破解腫瘤細胞早期空間侵襲模式

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近日，上海交通大學醫學院分子醫學研究院楊朝勇團隊和附屬仁濟醫院泌尿科鄭軍華團隊開發了一種空間轉錄組學測序新技術Decoder-seq，并運用該技術探究了早期腎細胞癌（RCC）兩種亞型腫瘤微環境的空間異質性，進一步解析了腫瘤細胞的早期空間侵襲模式，相關研究發表于《自然—生物技術》。

Decoder-seq技術利用了微流控輔助的正交編碼策略，可在3D納米基底上生成高密度空間條形碼的陣列，實現低成本、高靈敏、高分辨的空間轉錄組學研究。基于Decoder-seq的優勢，研究團隊完成了對小鼠嗅球中低表達嗅覺受體基因的空間分布解析及海馬體單細胞圖譜的精確繪制。在此基礎上，團隊采集了3例早期腎透明細胞癌（ccRCC）和2例早期腎嫌色細胞癌（chRCC）的腫瘤中心及腫瘤交界區共8個組織樣品，并應用Decoder-seq解析RCC兩種亞型的腫瘤微環境。

Decoder-seq的工作流程 圖片來源于《自然—生物技術》

根據細胞類型和分子特征，研究人員定義了7個細胞生態位（CN 1~7），發現兩種亞型在細胞組成、免疫浸潤模式和細胞間相互作用方面存在顯著的空間差異。空間的免疫評分分析表明，免疫抑制或浸潤不僅與樣本亞型有關，還與組織空間分布有關。此外，CN 5中的腫瘤細胞表現為從腫瘤中心到侵襲邊緣再到正常區域的向外播散模式，且在侵襲邊緣區的CN 5，腫瘤細胞與免疫細胞間有強烈相互作用，而在基質以及正常區域呈現耗竭態CD8+T細胞的上調。根據CN 5在擴散方向上的空間梯度上調基因，團隊鑒定出了一組空間梯度表達EMT的相關基因（dEMT，27個），它們在CN 5的基質區域廣泛分布，表明這類區域可能是腫瘤侵襲的“土壤”。值得注意的是，更高的dEMT得分還與RCC的不良預后和更高的腫瘤分期顯著相關，這為理解腫瘤發展和治療提供了重要思路。