脑肿瘤是最具挑战性的人类肿瘤之一，其驱动进展和异质性的机制仍知之甚少。随着单细胞RNA测序成为研究人类肿瘤的可行方法，胶质瘤异质性已开始以单细胞分辨率进行研究。但是，大多数以前报告神经胶质瘤单细胞RNA测序的研究都没有包括对神经胶质瘤的多个空间注释区域中的肿瘤细胞和肿瘤微环境（TME）进行分析，从而限制了我们对空间进化模式的理解和脑浸润，后者是恶性神经胶质瘤侵袭性和进展的最关键标志之一。
2020年5月30日，北京大学苏晓东，汤富酬，首都医科大学江涛及纽约哥伦比亚大学Antonio Iavarone共同通讯在National Science Review 在线发表题为“Surveying brain tumor heterogeneity by single-cell RNA sequencing of multi-sector biopsies ”的研究论文，该研究将单细胞RNA-seq与多组织活检相结合，以采样和分析来自13位中国患者的神经胶质瘤的单细胞表达谱。在对单个细胞进行分类之后，研究人员生成了胶质瘤的时空景观，揭示了胶质瘤不同子区域之间的侵袭模式。这项研究提供了表征人类神经胶质瘤的细胞状态的第一个空间水平分析。它还提供了具有单细胞分辨率的神经胶质瘤细胞与周围微环境之间串扰的初始分子图。
神经胶质瘤是人类肿瘤中最致命的形式之一，因为它们具有侵略性行为和对多种疗法的抵抗力。胶质瘤微环境中恶性细胞遗传突变的发展以及肿瘤与非肿瘤细胞之间的复杂相互作用促进了瘤内异质性，从而导致了脑胶质瘤的治疗失败和普遍不良的预后。
几项研究报告说，恶性神经胶质瘤的特征是肿瘤内异质性非常强。例如，已知受体酪氨酸激酶基因（EGFR，MET，PDGFRA）的镶嵌扩增代表了遗传异质性的经典标志，可影响大量神经胶质瘤样品中的邻近肿瘤细胞。此外，已经鉴定出单细胞来源的神经胶质瘤细胞克隆，并显示出不同的增殖和分化能力。最后，通过单核苷酸多态性（SNP）阵列或整个外显子组测序对神经胶质瘤进行多区域遗传分析，结果表明，可以从不同的位置区域得到不同的神经胶质瘤亚型，这共同导致了进展的分支模式。
试验流程图（图源自National Science Review ）
随着单细胞RNA测序成为研究人类肿瘤的可行方法，胶质瘤异质性已开始以单细胞分辨率进行研究。但是，大多数以前报告神经胶质瘤单细胞RNA测序的研究都没有包括对神经胶质瘤的多个空间注释区域中的肿瘤细胞和肿瘤微环境（TME）进行分析，从而限制了我们对空间进化模式的理解和脑浸润，后者是恶性神经胶质瘤侵袭性和进展的最关键标志之一。
该研究将单细胞RNA-seq与多组织活检相结合，以采样和分析来自13位中国患者的神经胶质瘤的单细胞表达谱。在对单个细胞进行分类之后，研究人员生成了胶质瘤的时空景观，揭示了胶质瘤不同子区域之间的侵袭模式。
该研究还使用单细胞推断的CNV和伪时间轨迹来告知支配肿瘤进展的关键分支。多区域活检分析中的动态细胞成分使研究人员能够以空前的准确性，在空间上对神经胶质瘤的核心和外周胶质瘤在单个细胞水平的转录特征进行去分析。
通过这个丰富且位置详细的数据集，该研究还能够表征和构建不同肿瘤和非肿瘤细胞之间存在的趋化因子和趋化因子受体相互作用。这项研究提供了表征人类神经胶质瘤的细胞状态的第一个空间水平分析。它还提供了具有单细胞分辨率的神经胶质瘤细胞与周围微环境之间串扰的初始分子图。
参考消息：
https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwaa099/5849029?searchresult=1
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