利用单细胞转录组学技术解析化生细胞起源和胃癌异质性
发布时间：2021-10-26 05:07
胃腺癌是最常见的胃癌类型,90%以上的胃癌病例为胃腺癌。胃癌的病理特征受多种遗传和环境因素影响,胃腺癌也因此呈现出高度的形态学和分子异质性,而这种异质性阻碍了胃癌的精确诊断,对胃癌的临床治疗,全程管理,预后评估带来了一系列挑战。随着高通量测序技术的发展和肿瘤生物学现象的深入解析,从分子水平去解析胃癌异质性变得尤为重要。常规肿瘤块（bulk）测序由于检测的是基因的平均表达水平,掩盖了不同细胞群的特征,也因此无法分析组织内里的细胞多样性和细胞转录组状态异质性。另外,用已知抗体标记并纯化特定细胞群体的研究,无法涵盖所有细胞群体,并且无法检测稀有细胞群体或具有特定表型状态的细胞群体。因此,对于胃癌的异质性解析,迫切需要对胃癌前和恶性黏膜中单个细胞的表达进行全面而系统的分析。单细胞测序技术和微流控芯片技术的快速发展和联合应用使得研究者可以在单细胞分辨率下无偏颇,系统性的解析组织内的细胞组分和单个细胞的转录组特征。本研究拟采用这一高通量,高分辨率的转录组测序技术对胃正常组织,慢性胃炎胃黏膜组织和不同亚型胃癌黏膜组织进行全面且系统的细胞和分子普查,以探索胃癌癌前化生细胞的起源和解析胃癌异质性。本研究...
【文章来源】：军事科学院北京市
【文章页数】：73 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
胃癌的流行病学特征，依据于2018年全球流行病学资料胃癌是一种高度异质性的疾病[4-7]，主要体现在肿瘤组织病理形态学和细胞生物学行为差异[8]，受背景因素的干扰如病因幽门螺杆菌感染[9-11]和EBV感染[12-14]，
及会对指导胃癌全程管理和临床实践造成深远的影响。1.2胃癌分子分型随着高通量二代测序的快速发展和肿瘤分子生物学研究的深入，胃癌研究的分辨率也更加精细，从分子水平包括转录组、蛋白质组、甲基化组去研究胃癌的异质性逐渐得到广泛认可[18-22]，其研究结果也对胃癌的精确诊断、治疗，预后产生了深远的影响。2013年新加坡课题组[21]将248例胃腺癌作为训练集依据肿瘤组织微阵列测序产生的基因组和表观组数据采用无监督聚类方法分为3个亚型：增殖型代谢型和间充质型，并且在70例胃癌患者的队列中进行验证。参考图2新加坡胃癌分型，依据基因表达模式，KEGG和GO注释将胃癌分为3类：间充质，
军事科学院博士学位论文第3页增值和代谢型。我们发现增殖性亚型胃癌具有高水平的基因组不稳定性，TP53突变和DNA低甲基化。代谢亚型胃癌对5-氟尿嘧啶的敏感性高于其他亚型。此外，代谢亚型胃癌患者对5-氟尿嘧啶治疗具有更大的益处。间充质亚型胃癌含有具有癌干细胞特征的细胞，体外功能测定显示该亚型的细胞系在对磷脂酰肌醇3-激酶（AKT-mTOR）抑制剂特别敏感。该研究结合高通量测序技术及无监督聚类方法和患者治疗有效性等临床资料，筛选和评估了胃癌分子亚型分类的有效性和可靠性，为胃癌的分子诊断和临床实践提供了分子水平的依据。2014年，癌症基因组图谱研究网络团队（TheCancerGenomeAtlasResearchNetwork）[15]基于蛋白质组、转录组、甲基化组、microRNA、拷贝数变异和突变负荷等全面的测序数据，将胃癌分为4种不同的分子亚型。其分别为：（1）EBV阳性胃癌，其表现出高频PIK3CA突变，高度DNA超甲基化，以及JAK2、CD274（PD-L1）和PDCD1LG2（PD-L2）的扩增；微卫星不稳定胃癌，其显示出较高的突变率，包括诱变可靶向致癌信号蛋白的基因突变；基因组稳定型胃癌，其表现为RHOA基因弥漫性组织学变异和突变或涉及RHO家族GTP酶激活蛋白的融合蛋白；以及染色体不稳定胃癌，其表现出明显的非整倍性和受体酪氨酸激酶的局部扩增。该胃癌分子亚型分类方法的提出更进一步夯实了胃癌的分子异质性，其为胃癌分子亚型的鉴定和靶向治疗的试验提供了分子基础与依据。参考图3TCGA胃癌分型，依据于295例胃癌的6个测序平台数据将胃癌分为4类：EBV型，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Gastric adenocarcinoma of the fundic gland（chief cell-predominant type）: A review of endoscopic and clinicopathological features[J]. Masaki Miyazawa,Mitsuru Matsuda,Masaaki Yano,Yasumasa Hara,Fumitaka Arihara,Yosuke Horita,Koichiro Matsuda,Akito Sakai,Yatsugi Noda. World Journal of Gastroenterology. 2016(48)
[2]Challenges of deciphering gastric cancer heterogeneity[J]. Petra Hudler. World Journal of Gastroenterology. 2015(37)
[3]Gastric adenocarcinoma of fundic gland type: Five cases treated with endoscopic resection[J]. Masaki Miyazawa,Mitsuru Matsuda,Masaaki Yano,Yasumasa Hara,Fumitaka Arihara,Yosuke Horita,Koichiro Matsuda,Akito Sakai,Yatsugi Noda. World Journal of Gastroenterology. 2015(26)
[4]Pathohistological classification systems in gastric cancer:Diagnostic relevance and prognostic value[J]. Felix Berlth,Elfriede Bollschweiler,Uta Drebber,Arnulf H Hoelscher,Stefan Moenig. World Journal of Gastroenterology. 2014(19)
本文编号：3458891
【文章来源】：军事科学院北京市
【文章页数】：73 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
胃癌的流行病学特征，依据于2018年全球流行病学资料胃癌是一种高度异质性的疾病[4-7]，主要体现在肿瘤组织病理形态学和细胞生物学行为差异[8]，受背景因素的干扰如病因幽门螺杆菌感染[9-11]和EBV感染[12-14]，
及会对指导胃癌全程管理和临床实践造成深远的影响。1.2胃癌分子分型随着高通量二代测序的快速发展和肿瘤分子生物学研究的深入，胃癌研究的分辨率也更加精细，从分子水平包括转录组、蛋白质组、甲基化组去研究胃癌的异质性逐渐得到广泛认可[18-22]，其研究结果也对胃癌的精确诊断、治疗，预后产生了深远的影响。2013年新加坡课题组[21]将248例胃腺癌作为训练集依据肿瘤组织微阵列测序产生的基因组和表观组数据采用无监督聚类方法分为3个亚型：增殖型代谢型和间充质型，并且在70例胃癌患者的队列中进行验证。参考图2新加坡胃癌分型，依据基因表达模式，KEGG和GO注释将胃癌分为3类：间充质，
军事科学院博士学位论文第3页增值和代谢型。我们发现增殖性亚型胃癌具有高水平的基因组不稳定性，TP53突变和DNA低甲基化。代谢亚型胃癌对5-氟尿嘧啶的敏感性高于其他亚型。此外，代谢亚型胃癌患者对5-氟尿嘧啶治疗具有更大的益处。间充质亚型胃癌含有具有癌干细胞特征的细胞，体外功能测定显示该亚型的细胞系在对磷脂酰肌醇3-激酶（AKT-mTOR）抑制剂特别敏感。该研究结合高通量测序技术及无监督聚类方法和患者治疗有效性等临床资料，筛选和评估了胃癌分子亚型分类的有效性和可靠性，为胃癌的分子诊断和临床实践提供了分子水平的依据。2014年，癌症基因组图谱研究网络团队（TheCancerGenomeAtlasResearchNetwork）[15]基于蛋白质组、转录组、甲基化组、microRNA、拷贝数变异和突变负荷等全面的测序数据，将胃癌分为4种不同的分子亚型。其分别为：（1）EBV阳性胃癌，其表现出高频PIK3CA突变，高度DNA超甲基化，以及JAK2、CD274（PD-L1）和PDCD1LG2（PD-L2）的扩增；微卫星不稳定胃癌，其显示出较高的突变率，包括诱变可靶向致癌信号蛋白的基因突变；基因组稳定型胃癌，其表现为RHOA基因弥漫性组织学变异和突变或涉及RHO家族GTP酶激活蛋白的融合蛋白；以及染色体不稳定胃癌，其表现出明显的非整倍性和受体酪氨酸激酶的局部扩增。该胃癌分子亚型分类方法的提出更进一步夯实了胃癌的分子异质性，其为胃癌分子亚型的鉴定和靶向治疗的试验提供了分子基础与依据。参考图3TCGA胃癌分型，依据于295例胃癌的6个测序平台数据将胃癌分为4类：EBV型，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Gastric adenocarcinoma of the fundic gland（chief cell-predominant type）: A review of endoscopic and clinicopathological features[J]. Masaki Miyazawa,Mitsuru Matsuda,Masaaki Yano,Yasumasa Hara,Fumitaka Arihara,Yosuke Horita,Koichiro Matsuda,Akito Sakai,Yatsugi Noda. World Journal of Gastroenterology. 2016(48)
[2]Challenges of deciphering gastric cancer heterogeneity[J]. Petra Hudler. World Journal of Gastroenterology. 2015(37)
[3]Gastric adenocarcinoma of fundic gland type: Five cases treated with endoscopic resection[J]. Masaki Miyazawa,Mitsuru Matsuda,Masaaki Yano,Yasumasa Hara,Fumitaka Arihara,Yosuke Horita,Koichiro Matsuda,Akito Sakai,Yatsugi Noda. World Journal of Gastroenterology. 2015(26)
[4]Pathohistological classification systems in gastric cancer:Diagnostic relevance and prognostic value[J]. Felix Berlth,Elfriede Bollschweiler,Uta Drebber,Arnulf H Hoelscher,Stefan Moenig. World Journal of Gastroenterology. 2014(19)
本文编号：3458891
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