史無(wú)前例!Nature重磅發(fā)布世界上最大最全面的正常乳腺單細(xì)胞基因組圖譜
導(dǎo)讀:成人乳房由嵌入結(jié)締組織和脂肪組織中的復(fù)雜的上皮導(dǎo)管和小葉的網(wǎng)絡(luò)組成。盡管以前的大多數(shù)研究都集中在乳腺上皮系統(tǒng)上,但許多非上皮細(xì)胞類型仍未得到充分研究。
6月28日,一項(xiàng)由德克薩斯大學(xué)安德森癌癥中心、加州大學(xué)歐文分校和貝勒醫(yī)學(xué)院聯(lián)合進(jìn)行的研究創(chuàng)造了世界上最大最全面的正常乳腺組織圖譜,提供了一個(gè)前所未有的乳腺生物學(xué),可能有助于識(shí)別如乳腺癌等治療目標(biāo)。相關(guān)論文發(fā)表在國(guó)際知名期刊《Nature》上,該圖譜采用單細(xì)胞和空間基因組學(xué)的方法對(duì)126名女性的超71.4萬(wàn)個(gè)細(xì)胞進(jìn)行了分析,突出了12種主要細(xì)胞類型和58種生物細(xì)胞狀態(tài),并確定了基于種族、年齡和健康婦女的更年期狀況的差異。
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06252-9
研究背景
01
人體包含大約200種不同的細(xì)胞類型,大約12種在正常的乳腺組織中被發(fā)現(xiàn)。先前對(duì)乳腺組織的研究主要集中在上皮細(xì)胞上,因?yàn)橐阎@些上皮細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致癌癥,但非上皮細(xì)胞類型尚未使用基因組方法進(jìn)行深入研究。
現(xiàn)代技術(shù),例如單細(xì)胞測(cè)序和空間映射,允許研究人員對(duì)12個(gè)主要的細(xì)胞類型簇進(jìn)行高度詳細(xì)的分類,包括三種類型的上皮細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、血管細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞、髓系細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、肥大細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和血管周?chē)?xì)胞。
在這項(xiàng)研究中,研究人員收集并檢查了132名接受乳房縮小手術(shù)或乳房切除手術(shù)的女性的220份乳房組織樣本。在這些女性中,46%為白種人,41%是非裔美國(guó)人,7%為西班牙裔,6%為未知種族。樣本收集在四個(gè)機(jī)構(gòu),包括MD安德森、加州大學(xué)歐文分校、貝勒醫(yī)學(xué)院和圣盧克醫(yī)院。這一廣泛的女性正常乳腺細(xì)胞類型及其不同狀態(tài)的數(shù)據(jù)集也考慮了個(gè)體因素,包括種族、年齡、BMI、肥胖、更年期狀態(tài)、懷孕和出生數(shù)量。
空間映射突出了四個(gè)主要的細(xì)胞區(qū)域,意想不到的免疫細(xì)胞群
02
空間映射技術(shù)創(chuàng)建了組織環(huán)境中的細(xì)胞地圖,允許研究人員查看樣本的RNA和蛋白質(zhì)組成,以了解不同類型的細(xì)胞是如何運(yùn)作以及居住在哪里的。這些技術(shù)解決了目前已知的四個(gè)主要區(qū)域的已知細(xì)胞類型和新細(xì)胞狀態(tài),包括小葉產(chǎn)乳區(qū)、運(yùn)輸乳的導(dǎo)管區(qū)域、由成纖維細(xì)胞組成的結(jié)締組織和主要由脂肪組織組成的脂肪區(qū)域。
研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn),在正常乳腺組織中發(fā)現(xiàn)的所有細(xì)胞中有16.7%是由免疫細(xì)胞組成的,包括三種主要類型:髓系、自然殺傷(NK)T細(xì)胞和B細(xì)胞。科學(xué)家們此前認(rèn)為,在正常組織中很少會(huì)發(fā)現(xiàn)免疫細(xì)胞。此外,這些免疫細(xì)胞主要位于四個(gè)主要組織區(qū)域中的三個(gè)區(qū)域的導(dǎo)管和小葉周?chē)avin解釋說(shuō),了解這些不同免疫細(xì)胞的細(xì)微差別有助于開(kāi)發(fā)針對(duì)某些乳腺癌亞型的更有效的免疫療法,并定義它們?cè)谌橄侔┻M(jìn)展中的作用。研究人員還發(fā)現(xiàn)了血管周?chē)?xì)胞(7.4%),包括調(diào)節(jié)毛細(xì)血管進(jìn)入組織的周細(xì)胞,以及調(diào)節(jié)動(dòng)脈收縮的血管平滑肌細(xì)胞。
年齡、更年期和種族在不同的細(xì)胞類型和細(xì)胞狀態(tài)中發(fā)揮作用
03
該研究顯示,乳腺組織組成和細(xì)胞狀態(tài)的顯著差異取決于種族、年齡和絕經(jīng)狀態(tài)。例如,非裔美國(guó)女性受到侵襲性乳腺癌亞型的嚴(yán)重影響,如三陰性乳腺癌和炎癥性乳腺癌,但我們對(duì)造成這種差異的根本原因知之甚少。通過(guò)進(jìn)一步的研究,非裔美國(guó)女性和白人女性乳腺組織中基線細(xì)胞狀態(tài)的差異可以突出癌癥風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的潛在標(biāo)記物。
此外,50歲以上女性與年輕女性的乳腺組織存在顯著差異,同時(shí)與絕經(jīng)狀態(tài)相關(guān)的細(xì)胞狀態(tài)也存在顯著差異。肥胖、體重指數(shù)、妊娠狀態(tài)和乳腺密度在細(xì)胞類型和細(xì)胞狀態(tài)的變化上也有一些較小的差異。
作者指出,還需要更多的研究來(lái)進(jìn)一步了解這些細(xì)胞狀態(tài)的功能作用,并關(guān)注其他可能顯著提高人類乳腺生物學(xué)和疾病知識(shí)的因素。
人類乳腺細(xì)胞圖譜項(xiàng)目正在進(jìn)行中,并正在積極招募參與者來(lái)建立和改進(jìn)數(shù)據(jù)集,而且這些數(shù)據(jù)現(xiàn)在可以免費(fèi)獲得,供研究人員訪問(wèn)。
參考資料:
https://medicalxpress.com/news/2023-06-largest-ever-atlas-breast-cells-unprecedented.html
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06252-9
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