MILE米乐在肿瘤研究领域持续创新，运用空间多组学技术，以高分辨率揭示组织内部的基因表达模式。本研究综合多种空间转录组技术平台，深入探讨了肺腺癌中肿瘤细胞与微环境的相互作用，涵盖了从早期病变到侵袭性癌症的过程。这项技术不仅发现了早期免疫反应的存在，还揭示了肿瘤进展中的关键变化，为精准医疗提供了宝贵的数据资源。空间多组学技术正为肺癌研究开启崭新篇章。

研究背景

非小细胞肺癌（NSCLC）是最常见的肺癌类型，而肺腺癌（LUAD）在其中尤为普遍。肿瘤微环境（TME）多样复杂，显著影响肿瘤的发生、发展及对治疗的反应。通过结合空间转录组学和单细胞测序技术，研究人员能高分辨率地解析肿瘤内部及周围组织的基因表达模式。本研究利用空间多组学技术，探讨了不同突变特征下LUAD病例中肿瘤细胞与微环境的互动，评价肿瘤细胞与周围细胞的关系，并通过单细胞分析揭示了TME的特征。此外，研究团队调查了早期LUAD及肿瘤进展早期阶段的TME状态，解析了免疫细胞在早期肿瘤微环境中的行为及其对肿瘤细胞命运的影响。这些发现为理解早期癌症发展机制提供了新的视角，也为早期诊断和个性化治疗策略奠定了基础。

文章详情

文章题目：肿瘤微环境的空间基因表达谱揭示肺癌腺癌发展的关键步骤
发表时间：2024年第12期
期刊名称：Nature Communications
影响因子：14.7
实验平台：10x Genomics Xenium + 10x Visium空间转录组测序
DOI：10.1038/s41467-024-54671-7

研究结果

1. 研究设计概述

为系统理解肺癌微环境的复杂性，研究团队采用了空间转录组学技术和单细胞分辨率的分析方法。整合Visium空间转录组数据与Xenium原位基因表达分析，研究人员旨在揭示肿瘤细胞与其微环境之间的相互作用机制，特别关注早期肺腺癌（如AISs和MIAs）及侵袭性腺癌（IA）病例中的TME变化。

2. 空间表达模式与微环境多样性

研究团队分析了LUAD No2（KRAS突变，黏液性癌症）和LUAD No3（EGFR突变，非黏液性癌症）的空间表达模式。研究发现LUAD No2表现出显著的空间异质性，特别是在肿瘤细胞与基质细胞、免疫细胞之间的互动方面。这些发现揭示了不同类型肺癌中肿瘤细胞如何适应并改变其微环境，以促进自身生长和发展。

3. 侵袭性腺癌（IA）病例中肿瘤细胞及其微环境关系

研究人员采用PAGE分析等方法，将空间表达模式转换为活性评分，系统性比较多个IA病例。结果表明，肿瘤细胞特征与 CAF 脂谱型存在正相关，而侵袭特征与免疫细胞之间呈负相关。这些结果为理解IA病例中肿瘤细胞与微环境之间的关系提供了新的视角。

4. TME在单细胞水平上的验证分析

为了验证此前的发现，研究团队使用Xenium技术对多个标本进行原位基因表达分析。单细胞分辨率的数据不仅确认了之前的发现，还揭示了肿瘤细胞内部的新特征，例如NKX2-1到HNF4A的阳性转变。这表明在免疫抑制环境中，特定CD8+ T细胞依然保持活性。

5. 早期肺腺癌中的TME演变及免疫细胞互动

研究进一步探讨了极早期肺腺癌及肿瘤进展初期的TME变化。尽管早期肿瘤多表现为“分化良好”，但肿瘤微环境中的免疫细胞并未显著减少，表明免疫反应已在早期发生，且对肿瘤发展起到了关键作用。

主要结论

本研究展示了来自30名非侵袭性和侵袭性阶段肺癌腺癌患者的高分辨率空间转录组图谱。结合空间转录组数据与原位RNA分析，研究者详细检查每个病例，结果显示肿瘤细胞表型的显著变化通常伴随免疫细胞特征的变化。这一现象提示肿瘤细胞通过与微环境的互动实现发展和进展。MILE米乐的研究为理解这一复杂过程提供了新的视角，并为未来的治疗策略奠定了基础。