一文回顧2021年腫瘤領(lǐng)域組學(xué)研究進展

在全球范圍內(nèi)，癌癥是主要的公共衛(wèi)生問題，預(yù)測至少在未來 20年內(nèi)全球癌癥負擔(dān)將繼續(xù)增加，聯(lián)合國已將減少癌癥負擔(dān)作為一項長期的發(fā)展目標(biāo)。2020年，全球預(yù)計有近1930萬新增癌癥病例（男性1007萬，女性923萬），以及約1000萬因癌癥而死亡的病例。今天，中科新生命為大家精心盤點了腫瘤領(lǐng)域組學(xué)研究進展及2021年高分精選文章簡讀，希望能為大家提供一些科研思路，也祝愿各位老師在2022年再創(chuàng)高峰。

1 蛋白質(zhì)組學(xué)
據(jù)不完全統(tǒng)計，迄今為止，腫瘤領(lǐng)域涉及蛋白質(zhì)組學(xué)文章，共發(fā)表30005篇，其中IF≥10的文章共3124篇；2021年發(fā)表3314篇，IF≥10的文章464篇，并且整體呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢，具體如下：

2 代謝組學(xué)

據(jù)不完全統(tǒng)計，迄今為止，腫瘤領(lǐng)域涉及代謝組學(xué)文章，共發(fā)表9131篇，其中IF≥10的文章共1088篇；2021年發(fā)表1749篇，IF≥10的文章213篇，并且整體呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢，具體如下：

3 單細胞轉(zhuǎn)錄組

據(jù)不完全統(tǒng)計，迄今為止，腫瘤領(lǐng)域涉及單細胞轉(zhuǎn)錄組文章，共發(fā)表12506篇，其中IF≥10的文章共2487篇；2021年發(fā)表1401篇，IF≥10的文章403篇，具體如下：

精選文獻簡讀
1
文獻名稱：Proteogenomic characterization identifies clinically relevant subgroups of intrahepatic cholangiocarcinoma
發(fā)表期刊：Cancer Cell（IF=31.743）
組學(xué)技術(shù)：全外顯子組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、磷酸化組、微生物組
實驗材料：262例肝內(nèi)膽管癌患者的腫瘤及癌旁組織
摘要：本研究基于蛋白基因組學(xué)（proteogenomics）研究策略對262例肝內(nèi)膽管癌患者的腫瘤及癌旁組織進行了基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組和磷酸化修飾組等多組學(xué)檢測，繪制了肝內(nèi)膽管癌的多維分子圖譜，建立了以蛋白質(zhì)組為核心的肝內(nèi)膽管癌分子分型（炎癥S1、間質(zhì)S2、代謝S3、分化S4四種亞型）。這些亞型在基因組、免疫微環(huán)境、藥物響應(yīng)、預(yù)后等方面具有獨特的特征。研究者進一步揭示了FGFR2 融合是主克隆變異且其衍生肽可作為免疫抗原靶點，并發(fā)現(xiàn)HKDC1和SLC16A3 是肝內(nèi)膽管癌的重要的預(yù)后指標(biāo)。本研究為肝內(nèi)膽管癌的發(fā)生發(fā)展機制、分子分型、預(yù)后監(jiān)測和個性化治療策略提供了新思路。

2
文獻名稱：The AML microenvironment catalyzes a stepwise evolution to gilteritinib resistance
發(fā)表期刊：Cancer Cell（IF=31.743）
組學(xué)技術(shù)：WES、蛋白質(zhì)組、磷酸化蛋白質(zhì)組、代謝組、靶向蛋白質(zhì)組
實驗材料：大隊列的血漿和血清樣本
摘要：本研究利用蛋白基因組學(xué)（proteogenomics）研究策略系統(tǒng)分析了吉列替尼治療引起的AML治療抵抗全過程中細胞基因組、蛋白質(zhì)組、磷酸化蛋白質(zhì)組、代謝組等方面分子功能的變化。通過多組學(xué)方法的結(jié)合，揭示了白血病細胞早期耐藥性和晚期耐藥性的不同機制。發(fā)現(xiàn)了骨髓微環(huán)境在白血病細胞早期耐藥性的促進作用，蛋白激酶Aurora B（AURKB）抑制劑協(xié)同吉列替尼，發(fā)揮了顯著的抗白血病作用，有效地克服了白血病細胞早期耐藥性，這為白血病治療提供了一種新的聯(lián)合用藥方案。

3
文獻名稱：A proteogenomic portrait of lung squamous cell carcinoma
發(fā)表期刊：Cell（IF=38.637）
組學(xué)技術(shù)：基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和蛋白翻譯后修飾組學(xué)（包括磷酸化、乙酰化、泛素化）
實驗材料：108例肺鱗狀細胞癌的腫瘤組織和對應(yīng)的99份癌旁正常組織
摘要：本研究對108名未經(jīng)過治療的原發(fā)性LSCC患者術(shù)中切除的腫瘤組織和配對的組織學(xué)正常的相鄰肺組織（NAT）樣本，進行基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和蛋白翻譯后修飾組學(xué)（包括磷酸化、乙酰化、泛素化）分析，繪制全面的蛋白基因組學(xué)圖譜。結(jié)果顯示：1）FGFR1擴增型腫瘤中NSD3是一個可變的驅(qū)動基因，這為FGFR1治療方案的局限提供潛在解釋；2）蛋白聚類分析揭示了具有上皮細胞轉(zhuǎn)分化（EMT）相關(guān)基因豐富的癌組織亞型；3）梳理出磷酸化蛋白組、乙�；�蛋白組和泛素化蛋白組之間的crosstalk對癌癥演進和代謝途徑的復(fù)雜調(diào)控；4）繪制了詳細的免疫圖譜，為治療提供免疫相關(guān)靶點：p63低表達型腫瘤中而生存素可以做一個治療靶點；SOX2過表達型腫瘤中LSD1和EZH2可作為治療靶點。

4
文獻名稱：The Colorectal Cancer Lipidome: Identification of a Robust Tumor-Specific Lipid Species Signature
發(fā)表期刊：Gastroenterology（IF=17.373）
組學(xué)技術(shù)：脂質(zhì)組學(xué)
實驗材料：結(jié)直腸癌和癌旁組織
摘要：本研究通過脂質(zhì)組學(xué)揭示了結(jié)直腸癌和癌旁組織中脂質(zhì)分子表達特征，并且該研究使用3個獨立患者隊列的結(jié)直腸癌腫瘤組織與正常、無病變的大腸粘膜相比，確定了大腸癌中特異性的脂質(zhì)組變化。使用兩個驗證隊列進行驗證，最終找到了穩(wěn)健的TG種屬特征，能夠顯著區(qū)分腫瘤組織和無病變組織，并且具有預(yù)后意義。并進一步在腫瘤組織中檢測了特征脂質(zhì)合成相關(guān)的代謝酶情況。

5
文獻名稱：Spatially confined sub-tumor microenvironments in pancreatic cancer
發(fā)表期刊：Cell（IF= 41.582）
組學(xué)技術(shù)：轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、單細胞轉(zhuǎn)錄組
實驗材料：顯微切割（LCM）獲取不同類型的subTME（荒漠型subTME與中間型/反應(yīng)型subTME）以及位于其中的腫瘤細胞
摘要：本研究突破了以往僅將TME作為一個整體研究的局限性，通過組織區(qū)域性多組學(xué)與臨床數(shù)據(jù)和患者衍生的臨床前模型的大規(guī)模整合，發(fā)現(xiàn)了兩種根源于成纖維細胞的可塑性的微環(huán)境狀態(tài)，它們具有不同的促腫瘤和化學(xué)保護作用，并首次提出了“亞腫瘤微環(huán)境（subTMEs）”的概念，即以成纖維細胞可塑性為基礎(chǔ)的、在組織學(xué)上可定義的組織狀態(tài)，這種潛在的亞腫瘤微環(huán)境塑造區(qū)域上皮和免疫表型，并影響疾病進展的關(guān)鍵臨床指標(biāo)。

6
文獻名稱：M2 Macrophage–Derived Exosomes Facilitate HCC Metastasis by Transferring αMβ2 Integrin to Tumor Cells（客戶文章）
發(fā)表期刊：Hepatology（IF= 17.425）
組學(xué)技術(shù)：外泌體蛋白組學(xué)
實驗材料：M2 exos(M2巨噬細胞分泌的外泌體)
摘要：外泌體在腫瘤的發(fā)生發(fā)展和轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮了舉足輕重的作用，本研究發(fā)現(xiàn)M2極性巨噬細胞分泌的外泌體能激發(fā)肝癌細胞的遷移和侵襲能力。通過蛋白組學(xué)檢測對外泌體進行蛋白組學(xué)檢測，結(jié)合后續(xù)實驗證實M2巨噬細胞分泌外泌體上的整合蛋白CD11b/CD18可以通過上調(diào)MMP-9 (基質(zhì)金屬蛋白酶9) 誘導(dǎo)了HCC的遷移、侵襲和肺轉(zhuǎn)移。本研究揭示了外泌體引起肝細胞癌（HCC）轉(zhuǎn)移的具體作用分子機制，為HCC的診斷找到了新的靶點，為腫瘤轉(zhuǎn)移的機制研究提供了新思路。

7
文獻名稱：Dysregulation of ILC3s unleashes progression and immunotherapy resistance in colon cancer
發(fā)表期刊：Cell（IF=41.584）
組學(xué)技術(shù)：16S微生物組、轉(zhuǎn)錄組測序，免疫因子檢測
實驗材料：人和小鼠結(jié)直腸癌腫瘤組織分離的ILC免疫細胞、糞便樣本
摘要：固有淋巴細胞 (innate lymphoid cells, ILCs) 是一類新發(fā)現(xiàn)的固有免疫細胞，其中，ILC3是T_H17的天然對應(yīng)分子，它通過免疫因子（如IL-17、IL-22等）調(diào)控腸道應(yīng)答菌群相關(guān)免疫。本研究重點針對腸道菌群與系統(tǒng)免疫之間尚不完全清晰的調(diào)控機制，通過極富邏輯性的實驗設(shè)計與16S、轉(zhuǎn)錄組測序等研究手段，揭示了ILC3在腸道菌群免疫中發(fā)揮的關(guān)鍵作用——ILC3與T細胞之間穩(wěn)態(tài)對于塑造健康的腸道菌群，從而維持TH1型免疫、提高腫瘤免疫治療效果，為探尋提高腫瘤免疫治療的方法提供了新思路。