利用种特异性转录组技术揭示乳腺癌中肿瘤和基质的交互作用

      2015年8月,瑞典科学家Urban Lendahl和他的团队发表题为Decoding breast cancer tissue–stroma interactions usingspecies-specific sequencing的文章,作者利用转录组测序,对乳腺癌中肿瘤和基质的交互作用进行探讨,文章发表在breast cancer research(影响因子5.49)杂志上。

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,据统计发病率占全身各种恶性肿瘤的7-10%,在妇女仅次于子宫癌,绝经期前后的妇女发病率较高,仅约1-2%的乳腺患者是男性。通常发生在乳房腺上皮组织的恶性肿瘤,是一种严重影响妇女身心健康甚至危及生命的最常见的恶性肿瘤之一。乳腺癌的病因尚未完全清楚,而探究癌细胞间、与周围基质间相互作用的研究几乎没有。

为深入研究人类细胞移植到小鼠体内后肿瘤-基质交互作用(异种移植),文章对人和小鼠混杂在一起的细胞进行实验,描述一个以信息分析学为基础的,全基因组转录分析的技术,从小鼠和人类混合的细胞群体中解码人类和小鼠转录本。

文章使用的这个新的种特异的测序技术-称为S3(“S-cube”)——探索两个不同的乳腺癌细胞系(移植在不同免疫状态的小鼠乳腺脂肪垫组织)的转录变化。发现MCF7和MDA-MB-231对脂肪垫异种移植的反应不同、基质对于MCF7和MDA-MB-231细胞移植的反应也不同。

数据表明,S3 技术能准确记录人类和小鼠细胞混杂在一起的转录变化,对于解码组织或细胞间相互作用的转录实验意义重大。

文章使用S3技术处理,并使用不同模式移植:MDA-MB-231细胞直接移植到乳腺脂肪垫而MCF7细胞被移植到单一的脂肪垫中。受体小鼠的免疫状态也不同:普通小鼠用于MCF7移植,而SCID小鼠用于MDA-MB-231移植。

对比在体外培养的细胞,MCF7细胞在异种移植的情况下2142个基因上调,1564个基因表达下调;而异种移植的MDA-MB-231细胞中1456个基因上调,897个基因表达下调。比较异种移植后MCF7和MDA-MB-23细胞中分别上调的2142和1456个上调基因,显示只有324个基因在两种细胞类型中都上调,131个基因表达下调,表明被异种移植后两个细胞系截然不同的适应需求。MCF7和MDA-MB-231细胞的差异反应可能不仅受细胞系移植的影响,也受两个细胞类型不同移植技术的影响(MDA-MB-231细胞直接移植到乳腺脂肪垫而MCF7细胞被移植到单一的脂肪垫)。

此外,受体小鼠的免疫状态也是不同的:用于MCF7移植的是普通小鼠,虽然缺乏T细胞,但保留B细胞和NK细胞;而MDA-MB-231细胞的异种移植在SCID(重症联合免疫缺陷)的小鼠,没有T细胞和B细胞但保留NK细胞。虽然移植的起源细胞是合理的,移植技术和小鼠的免疫状态对肿瘤转录组产生很大差异,而这些参数的精确性要由S3技术进一步研究探索。

基质对异种移植MCF7或MDA-MB-231细胞的反映也显著不同,相比MDA-MB-231,MCF7中确定了4394个基因上调,743个基因表达下调。PCA显示,MCF7基质中的全基因组转录组在MDA-MB-231 和未移植的基质转录组中起媒介作用,这与基础形态的MDA-MB-231细胞系更有活性这一事实一致。此外还发现,MCF7和MDA-MB-231周围的基质中的上调基因中包括参与细胞因子反应以及一些所谓普遍基质标记的基因,而MCF7基质涉及染色质重塑的基因也被富集。

总之,从共同培养的细胞数据和异种移植实验表明,S3技术对转录组变化的报告将为基于在体外或有机体内混合物种细胞相互作用的转录组变化实验提供新的见解。

原文索引:

Indira V.Chivukula, et al., Decoding breast cancer tissue–stroma interactions using species-specificsequencing, breast cancer research (2015) 17:109.

市场部  徐宁宁整理