Cell提出新見解：最全面的黑色素瘤腦轉移細胞研究

腦轉移是癌癥相關死亡的最常見原因之一，在晚期黑色素瘤患者中非常常見。雖然新的免疫療法對一些黑素瘤腦轉移患者有效，但黑素瘤向腦轉移的原因和許多療法的低反應率尚不清楚。

哥倫比亞大學的研究人員已經完成了一項最全面的黑素瘤腦轉移細胞研究，揭示了可能刺激新一代治療方法發展的細節。

“腦轉移在黑素瘤患者中極為常見，但我們對其生物學基礎僅有初步了解，”研究負責人本杰明·伊扎爾(Benjamin Izar)說，他是哥倫比亞大學瓦格洛斯內科和外科醫生學院的醫學助理教授、醫學博士和博士。“我們的研究讓我們對這些腫瘤的基因組學、免疫學和空間組織有了新的見解，并為進一步發現和治療探索奠定了基礎。”

這項研究結果發表在《細胞》雜志上。

創新的方法

為了理解為什么黑色素瘤腦轉移能逃避目前的治療，Izar和他的團隊需要發明新的技術來對冷凍的大腦樣本進行單細胞基因分析。

“這類研究通常是在新鮮的大腦樣本上進行的，而這些樣本供應短缺，這極大地限制了可以分析的腫瘤數量。相比之下，我們的組織庫中有許多冷凍的黑色素瘤樣本，”Izar說。

“這項創新也讓我們能夠分析未接受治療的患者的組織，讓我們看到腫瘤的生物學特性及其微環境，在它們被治療改變之前。”

治療靶點

Izar和他的同事分析了數十名黑色素瘤患者的轉移性腫瘤，分析了10萬多個單個細胞中表達的基因。

分析顯示，黑素瘤腦轉移瘤比身體其他部位的黑素瘤轉移瘤的染色體更不穩定。

“染色體不穩定性是指大的染色體片段的永久的獲得和丟失;這一過程觸發了信號通路，使細胞更容易擴散，并能更好地抑制身體的免疫反應”。

這些途徑可能是重要的治療靶點。“幾種降低染色體不穩定性的實驗性藥物將很快在人類身上進行測試。我們現在有了一個合理的理由來評估這些藥物對大腦中有黑色素瘤轉移的患者的療效。”

躲避免疫系統

研究人員還發現了黑色素瘤腦轉移瘤的另外兩個特征，這些特征可能有助于將細胞隱藏起來，使患者的免疫系統無法發現這些細胞。研究人員發現，在腫瘤微環境中，轉移改變了免疫細胞，特別是巨噬細胞和T細胞，以促進癌癥生長的方式。他們發現，這些細胞在大腦內部采用了一種類似神經元的狀態。

“有可能這些變化幫助腫瘤細胞在新的環境中適應和生存，同時避免隨之而來的免疫反應，”Jana Biermann博士說，他是伊扎爾實驗室的計算博士后，也是這項研究的第一作者之一。

第一個空間分析

最后，研究人員能夠對黑色素瘤腦轉移瘤進行首次空間分析，通過分析和拼湊多個腫瘤切片的分析，就像CT掃描儀生成三維圖像一樣。

Izar說:“事實證明，在代謝和免疫途徑方面，從一個腫瘤到下一個腫瘤，甚至在一個給定的腫瘤中，存在相當多的地理差異。”

“我們剛剛開始理解如何考慮空間變異性，但很明顯，這將是增加腫瘤對新療法完全反應機會的關鍵。”