空间组学探索肿瘤微环境的分子地理学
肿瘤微环境是一个由正常细胞和癌细胞、分子和血管组成的复杂混合体。
绘制组织样本中分子分辨率的图谱的方法正在改变癌症研究,但这些工具的复杂性可能会让初学者望而生畏。
对癌症患者来说,肿瘤看起来就像无序的缺陷细胞团块,无情地专注于无限制的生长和侵袭。但这并不意味着它们是均质的。癌细胞具有广泛的突变,其生长包含健康的宿主细胞、血管、免疫细胞和恶性细胞,肿瘤是这些成分进行战斗的微观战场。
直到大约十年前,研究人员还没有足够的技术来探索这种肿瘤微环境。但是,能够在空间上绘制大量生物分子(如RNA和蛋白质)的工具的出现,引发了一场革命。事实上,研究人员正越来越多地将这些信息层叠整合,以创建丰富的“多组学”空间地图,从而可以对不同的细胞类型进行分类,并探测它们在肿瘤中的活动。
澳大利亚布里斯班昆士兰大学(University of Queensland)的癌症生物学家Arutha Kulasinghe指出,他们不再只是谈论肿瘤的异质性,他们可以直观地看到它。他们可以直接在组织上看到一些耐药性、敏感性和不同的生物学特征。促进致癌和疾病进展的空间因素也越来越明显,揭示了肿瘤发生发展过程中的潜在脆弱性。这可能会改变癌症研究和病理学,从而以前所未有的复杂程度对肿瘤进行建模、解释甚至预测。
但进入这一领域的门槛很高。空间组学分析的技术平台很多,实验成本高,操作复杂。即使有了数据在手,癌症研究人员可能面临一段漫长的、学习计算的旅程,才能正确理解数据。马里兰州巴尔的摩约翰霍普金斯医学院(Johns Hopkins Medicine)的生物信息学家Elana Fertig表示,每个人都想要他所说的多组学的‘混合理论’——即你把所有的数据集放在一起,它会告诉你其中的答案。他越来越相信这是不可能的,因为每个人想问的问题都不同。