单细胞分析揭示了结直肠癌中失调的细胞类型特异性基因程序以及细胞间的相互作用机制

《npj Precision Oncology》：Single-cell analysis identifies dysregulated cell type-specific gene programs and intercellular crosstalk underlying colorectal cancer

摘要

结直肠癌是导致癌症相关死亡的主要原因之一，其发病机制源于结肠上皮细胞中基因改变的逐步累积，同时伴随着肿瘤微环境的动态重塑。虽然腺瘤-癌变过程已被广泛认知，但驱动恶性转化的细胞类型特异性基因程序及其与肿瘤微环境的相互作用仍知之甚少。在本研究中，我们分析了结直肠癌组织及其对应正常组织中的单核数据，发现了不同细胞类型中基因程序的异常调控。在上皮细胞中，我们发现了两个与干细胞特性增强相关的激活模块，以及两个与细胞凋亡和慢性炎症信号通路相关的抑制模块。转录因子分析表明CEBPB和RUNX1是关键的激活调控因子，而FOXP1和POU5F1在癌细胞中则受到抑制。对细胞间通讯的进一步研究揭示了上皮细胞与肿瘤微环境成分之间的紊乱相互作用，这可能是这些基因程序改变的根源。此外，我们还观察到肿瘤微环境中的功能重编程现象，包括基质纤维细胞的细胞外基质重塑以及B细胞介导的免疫功能受损。这些发现有助于我们更深入地理解结直肠肿瘤发生的分子和细胞机制，并可能为治疗策略的开发提供新的思路。