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                        清華大學自動化系發現胃癌極早期細胞標志物

                        發布時間:2019-05-24

                        清華大學自動化系李梢課題組發表論文,解析胃癌前病變和早期胃癌的單細胞轉錄組網絡。該研究通過胃炎和胃早癌患者單細胞測序,首次成功捕捉胃癌發生的單細胞微弱信號及其網絡關聯,突破性地發現了胃癌極早期細胞標志物,在胃炎癌轉化單細胞機制和極早期診斷方面取得重大進展。

                        首先,該研究第一次從單細胞層次解析出胃炎癌轉化網絡機制,為系統揭示胃癌發生的生物學基礎提供了一個全新的視角。通過克服微量細胞分離、異質單細胞數據整合等系列技術難點,該研究成功捕獲了胃癌前病變及早期胃癌患者胃組織中50,000余個細胞,并對每個細胞進行了轉錄組檢測,建立了迄今最大規模的人體胃組織單細胞圖譜。進而,對圖譜中單個細胞的特征進行深入計算解析,從中識別出包括胃癌極早期細胞在內的胃炎癌轉化過程中17種重要細胞類型,并建立了不同細胞類型之間的定量關聯關系,首次構建出胃炎癌轉化單細胞網絡。基于該網絡,作者發現不同類型上皮細胞在胃炎癌轉化過程中呈現出“炎癥增強——代謝加劇——細胞增殖增加”的共性特征。

                        同時,一些代表性細胞類型也呈現出個性特征,如胃腺底細胞在胃炎向胃癌轉化的過程中會獲得細胞干性,提示其可能是介導胃炎癌轉化的重要細胞類型。從單細胞網絡中新發現的一些分子特征,被課題組前期自主研制的、基于關系推斷的致病基因算法CIPHER成功預測,表明人工智能和生物信息算法在解析機體復雜生物網絡上具有很大潛力。

                        該研究首次發現胃炎腸化早期、胃癌極早期的兩種細胞標志物。研究人員通過分析在癌前病變階段呈現出的多種與分化進程相關的細胞亞型,識別出了能標記腸化早期階段的細胞標志,有望助力胃癌前病變的早期發現。同時,作者通過系統分析胃早癌細胞與其他上皮細胞群之間的網絡關聯,識別出具有特定分子特征的胃癌極早期細胞群。這類細胞群的出現早于當前臨床病理所能識別出的胃癌,為胃癌的極早期精準診斷提供了潛在標志物,也為胃癌極早期干預提供了候選靶點,正在進行試劑盒研制和更大樣本的臨床驗證。

                        該研究還進行了中醫藥在胃炎、胃癌診治和“治未病”的全面診查,在臨床表現觀察中納入胃灼痛、大便干燥、舌苔黃等與“胃火”相關表象。為中醫客觀化、精準化也提供了一條全新的途徑,為課中醫寒熱相關代謝——免疫網絡失衡加劇、會促進消化道系統炎癌轉化也提供了佐證。

                        (信息來源:清華大學) 

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