国自然热点：单细胞测序为什么这么火？

单细胞测序为什么这么火热？

答：“单细胞测序发表的文章档次都很高。”

未来会不会成为一个研究热点？

答：“已经是热点了，小编相信在今后的一段时间，单细胞测序在国自然项目申请中将是一个有竞争力的前期基础”。

真的会是这样吗？

今天小编带大家一起看一篇单细胞测序的文章“Single-cell landscapes of primary glioblastomas and matched explants and cell lines show variable retention of inter- and intratumor heterogeneity”，这篇文章发表在Cancer Cell上，影响因子＞30。

最早科学家搞了一个“人类基因组计划”，把人类基因信息初步完成了测绘。好处自然很多，后来的研究人员逐渐把一些疾病和基因联系在一起，出现了不少基因靶向药物，特别是对于罕见病，研发出不少特效药。但缺点是，并非所有的疾病都能用阐明一个或者几个基因的功能解决，在面对癌症及艾滋病等重大疾病时，人类仍然显得束手无策。当然，这里面的原因很多，那么从基因水平着手，还能不能解决诸如癌症的疾病呢？

要回答这个问题很难，因为癌症的发病机制和代谢机制远比我们想象的复杂，这里面牵涉很多问题：癌细胞的形成，增殖，侵袭等。而这些对应的过程，可能参与的不止是癌细胞本身，机体的微环境及免疫系统等也参与其中，并且，一些癌细胞微环境改变后，细胞本身状态改变会很大。因此，单纯的从一般的癌细胞（特别是细胞系）上研究癌症的发展相对就局限的多。因此，如果要找出癌细胞的弱点，需要尽可能模拟出真实的癌细胞环境才行，这样才能真正认识癌细胞。那这些和单细胞测序又有什么关系呢？好像没有关系，不过科学家会让他们产生关系。

刚才说到癌细胞在机体中的特殊状态需要特定的微环境，那么对整个肿瘤组织来说，里面的癌细胞是完全一样的一批癌细胞吗？应该不是的对吧，处于肿瘤发展不同阶段和肿瘤组织不同位置的癌细胞应该有不同微环境，只有特定区域的癌细胞才是癌细胞增殖和侵袭的核心。那问题来了，怎么模拟找到和研究这些细胞？常规的培养好像做不到这一点，不过不要紧，是不是可以把这一堆的细胞进行单细胞测序，找到其中不同细胞的差异，了解恶性的癌细胞在其中的存在情况。

单纯做个单细胞测序，好像没什么意义对吧，要解决难以模拟肿瘤微环境的困难，作者结合现在已经流行的“三维培养（文章中为患者来源的外植体）”和常规的细胞培养，分析哪种类型的癌组织/细胞更接近机体真实的状况。方法就是将组织剪碎，然后进行基质胶的包被培养，培养一段时间后，通过单细胞测序，检测其中的细胞转录情况。如图1所示。

图1， 实验流程图

结果也比较容易理解，总的结果是作者检测到在三维培养模式下，细胞保持了和母源胶质瘤相近的恶性癌细胞状态。如图2所示。

图2， scRNA-seq 分析表明，虽然有差异，但PDE 在很大程度上保留了与其母体肿瘤相关的细胞状态分类

当然，作者在最后的讨论总结中也介绍，这个实验比较和对比了胶质母细胞瘤组织中表型和基因组异质性的基因组方法，以及源自它们的模型。与细胞培养模型相比，三维培养支持非恶性细胞类型的存活，并显示出与组织样本中观察到的情况更密切相关的恶性细胞状态分布。就是说，三维培养确实显示出一些潜在的重要差异，当然，单细胞测序方法是剖析这种变异性的关键。

小结

这篇文章的重要和主要结果均来自单细胞测序，其中实验性的内容较少，但是这篇文章很好的运用了单细胞测序技术，说明肿瘤组织的三维培养更接近真实的癌组织。对于努力申请基金的老师，能够发一篇30分的文章，约等于手里攥着一个王炸。即便没有发表出来，拿着这种数据，放在前期基础里，也增色不少。

全文链接：https://www.cell.com/cancer-cell/fulltext/S1535-6108(22)00068-X

转自：“学术查”微信公众号

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