科學家發現膀胱癌幹細胞起源的重要遺傳學機制
2020-12-06 中國科學院科學家發現膀胱癌幹細胞起源的重要遺傳學機制
2016-11-15 生物物理研究所
語音播報
腫瘤幹細胞在腫瘤細胞的發生、自我更新、耐藥性和轉移中扮演著重要角色。作為泌尿系統最常見的惡性腫瘤——膀胱癌幹細胞（Bladder Cancer Stem Cells）的起源和遺傳學基礎目前仍不明確。
中國科學院生物物理研究所蛋白質科學研究平臺抗體工程實驗室李翀與中國科學院微生物研究所、深圳大學的研究人員合作，採用單細胞測序技術對腫瘤幹細胞進行基因組學層面的探索，並進行了功能性實驗驗證。
科研人員採用膀胱癌特異性抗體BCMab1與CD44抗體組合，從3份新鮮的膀胱癌組織中分選膀胱癌幹細胞（Bladder Cancer Stem Cells）、膀胱癌非幹細胞（Bladder Cancer Non-Stem Cells）、膀胱上皮幹細胞（Bladder Epithelial Stem Cells）和膀胱上皮非幹細胞（Bladder Epithelial Non-Stem Cells），共計59個細胞進行了單細胞MALBAC擴增和全外顯子測序。
通過進化分析發現：膀胱癌幹細胞起始於膀胱上皮幹細胞或膀胱癌非幹細胞。對膀胱癌幹細胞中發生突變的21個關鍵基因進行鑑定後發現，有6個基因未曾在膀胱癌中報導（ETS1，GPRC5A，MKL1，PAWR，PITX2，RGS9BP）。ARID1A，GPRC5A和MLL2聯合突變可顯著增強「膀胱癌非幹細胞」轉化成「膀胱癌幹細胞」能力。
這一研究成果利用單細胞MALBAC擴增技術結合全外顯子測序技術詳細描繪了膀胱癌幹細胞的基因組學概況，實驗性證實了「膀胱癌幹細胞」起源於「膀胱癌非幹細胞」這一科學問題，揭示了人類膀胱癌幹細胞起源的遺傳學基礎，闡明了癌變細胞中關鍵突變（Driver mutation）如何調控膀胱癌幹細胞的自我更新機制，對於人類膀胱癌的防治具有重要意義。
這一研究成果分別以Single-cell sequencing reveals variants in ARID1A, GPRC5A and MLL2 driving self-renewal of human bladder cancer stem cells 和Reply from Authors re: Xue-Ru Wu. Single-cell sequencing reveals variants in ARID1A, GPRC5A and MLL2 driving self-renewal of human bladder cancer stem cells 為題發表在國際泌尿科學學術刊物《歐洲泌尿學》（European Urology）上。前者的第一作者是中科院生物物理所李翀和微生物所楊昭，深圳大學教授吳松是通訊作者。後者的通訊作者是李翀和楊昭。
該研究得到了國家自然科學基金資助。
文章連結：1 2
圖示：膀胱癌單細胞水平的系統進化分析。圖A：膀胱癌幹細胞與膀胱癌非幹細胞的進化分析。圖B：體細胞突變關鍵基因。圖C：單個細胞體細胞突變頻率。
腫瘤幹細胞在腫瘤細胞的發生、自我更新、耐藥性和轉移中扮演著重要角色。作為泌尿系統最常見的惡性腫瘤——膀胱癌幹細胞（Bladder Cancer Stem Cells）的起源和遺傳學基礎目前仍不明確。
中國科學院生物物理研究所蛋白質科學研究平臺抗體工程實驗室李翀與中國科學院微生物研究所、深圳大學的研究人員合作，採用單細胞測序技術對腫瘤幹細胞進行基因組學層面的探索，並進行了功能性實驗驗證。
科研人員採用膀胱癌特異性抗體BCMab1與CD44抗體組合，從3份新鮮的膀胱癌組織中分選膀胱癌幹細胞（Bladder Cancer Stem Cells）、膀胱癌非幹細胞（Bladder Cancer Non-Stem Cells）、膀胱上皮幹細胞（Bladder Epithelial Stem Cells）和膀胱上皮非幹細胞（Bladder Epithelial Non-Stem Cells），共計59個細胞進行了單細胞MALBAC擴增和全外顯子測序。
通過進化分析發現：膀胱癌幹細胞起始於膀胱上皮幹細胞或膀胱癌非幹細胞。對膀胱癌幹細胞中發生突變的21個關鍵基因進行鑑定後發現，有6個基因未曾在膀胱癌中報導（ETS1，GPRC5A，MKL1，PAWR，PITX2，RGS9BP）。ARID1A，GPRC5A和MLL2聯合突變可顯著增強「膀胱癌非幹細胞」轉化成「膀胱癌幹細胞」能力。
這一研究成果利用單細胞MALBAC擴增技術結合全外顯子測序技術詳細描繪了膀胱癌幹細胞的基因組學概況，實驗性證實了「膀胱癌幹細胞」起源於「膀胱癌非幹細胞」這一科學問題，揭示了人類膀胱癌幹細胞起源的遺傳學基礎，闡明了癌變細胞中關鍵突變（Driver mutation）如何調控膀胱癌幹細胞的自我更新機制，對於人類膀胱癌的防治具有重要意義。
這一研究成果分別以Single-cell sequencing reveals variants in ARID1A, GPRC5A and MLL2 driving self-renewal of human bladder cancer stem cells 和Reply from Authors re: Xue-Ru Wu. Single-cell sequencing reveals variants in ARID1A, GPRC5A and MLL2 driving self-renewal of human bladder cancer stem cells 為題發表在國際泌尿科學學術刊物《歐洲泌尿學》（European Urology）上。前者的第一作者是中科院生物物理所李翀和微生物所楊昭，深圳大學教授吳松是通訊作者。後者的通訊作者是李翀和楊昭。
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