在设计出有效的治疗方案之前，研究人员必须了解抗癌物质对在巨大的肿瘤细胞异质性中产生转移的细胞类型甚至细胞的特异性作用。日内瓦大学(UNIGE)的一个研究小组使用了一种称为穗状scRNAseq的开拓性技术，该技术将转录组学与结肠癌肿瘤细胞的单细胞转移表型联系起来。已经确定了VSIG1基因参与细胞间相互作用的重要性：它可以防止转移。除了这一发现(为开发未来的治疗方法带来希望之外)，《细胞报告》上发表的这篇文章验证了该技术用于测试对转移有效的药物(包括用于个性化方法)的用途。
大多数针对癌症的药物治疗不能有效地抵抗转移。实际上，它们已被开发为对一般患者具有全局作用和最大可能的作用。UNIGE医学院的Ariel Ruiz iAltaba教授说，要有效，“药物应仅针对产生转移的细胞。”
肿瘤由非常异质的细胞组成，其中一些会产生转移，而另一些则不会。问题是如何靶向正确类型的肿瘤细胞作为抗击癌症的手段。
由Ruiz iAltaba教授领导的研究小组建立了一种方法，通过对基因组和所得mRNA表达的细胞规模分析，确定肿瘤的细胞表型，并克隆和追踪它们。首先将细胞的基因或其基因型复制到信使RNA中，然后将其经常用于蛋白质合成。这些蛋白质是基因的可见表达，它们的作用是细胞可测量特征(即其表型)的基础。“我们的方法意味着通过将表达的基因型与细胞表型联系起来，有可能鉴定出肿瘤难题的缺失部分。本质上，我们想知道细胞如何转移以及它们来自何处。”
模型验证
通过开发和使用加标-scRNAseq技术，该技术结合了组学方法和确定单细胞的表型，然后将其“加标”为原始异质细胞群，研究人员成功地精确确定了肿瘤群的组成，同时确定了它们的表型。细胞水平。
为此，他们首先对几种类型的肿瘤细胞进行了基因标记，以便观察其转移行为。一旦知道了表型，就将同一克隆的细胞“掺入”到异源结肠癌原代细胞群中，并进行单细胞测序。因此，通过将加标的转移细胞归巢至特定的细胞群或簇，可以鉴定具有转移潜力的细胞的分子分布。
基于这种方法，可以精确测试药物及其抗转移作用。“换句话说，我们可以使用这种方法来分析化合物对单个患者产生转移的细胞的作用，” UNIGE博士后研究员，该研究的第一作者玛丽安娜·席尔瓦诺博士解释说。
鉴定转移抑制基因
然后，研究人员将这种方法应用于了解肿瘤行为。西尔瓦诺博士继续说：“我们着手确定肿瘤的转移前状态并评估其转移潜力。”日内瓦研究小组发现，通过将具有转移表型的细胞与非转移细胞混合，前者阻止了后者的迁移。“这表明限制性细胞相互作用在转移形成过程中很重要，” Ruiz iAltaba教授解释说。
在这些结果的基础上，并进行了基因组和转录组分析，研究团队专注于信号通路中涉及的基因，这些基因对于细胞相互作用至关重要。该研究的博士后研究员，共同第一作者卡罗莱纳·伯纳尔(Carolina Bernal)博士鉴定了VSIG1基因，她和西尔瓦诺(Silvano)博士指出该基因对非转移性和转移性肿瘤细胞之间的限制性相互作用至关重要。
西尔瓦诺博士总结说：“通过在肿瘤细胞中表达，体内和体外转移都减少了。如果将其除去，我们发现转移增加了。”可以用尖刺的scRNAseq精确定位原发肿瘤中的转移细胞，并鉴定出必要的基因和活性药物，以开发针对结肠癌和其他癌症的新的有效治疗方法。
