Multi-Omics-Analyse Enthüllt Die Pathogenese von Krebs

Multiomics konzentriert sich stärker auf die Erfassung vollständiger Zellinformationen sowie auf die Berücksichtigung von Zeit und Raum, sodass es die Eigenschaften von Zellen im Vergleich zur Einzelzellsequenzierungstechnologie besser und umfassender widerspiegeln kann. Darüber hinaus kann es genauere biologische Einblicke und ein systematischeres Verständnis biologischer Heterogenität und Diversität bieten. Zusammenfassend bieten die Multigruppendaten den Forschern unterschiedliche Perspektiven, vertiefen das Verständnis verschiedener biologischer Signalwege im Verlauf der Tumorprogression und liefern neue Erkenntnisse zur Erforschung der Mechanismen der Tumorregulation sowie zur Bestimmung potenzieller therapeutischer Ziele.

Einzelzell-Multi-Omik-Analyse enthüllt regulatorische Programme im klarzelligen Nierenzellkarzinom

In den letzten Jahren sind eine Reihe von Einzelzell-Multi-Gruppe-Technologien auf der Grundlage der Entwicklung von Einzelgruppen-Technologien entstanden. Die Einzelzell-Multi-Omics-Technologie kann mehrere Omics-Informationen in derselben Zelle erfassen und analysieren, einschließlich Einzelzell-Transkriptom, Genom, Epigenom, Proteom und anderer Informationsaspekte. Das klare Zell-Nierenkarzinom (ccRCC) ist der häufigste und aggressivste histologische Subtyp des Nierenzellkarzinoms. Aufgrund der hochkomplexen Heterogenität des Tumormikroenvironment haben die bestehenden klinischen Interventionsstrategien, wie gezielte Therapien und Immuntherapien, keine guten therapeutischen Effekte erzielt. Daher ist es dringend erforderlich, die zugrunde liegenden zellulären und molekularen Mechanismen zu verstehen, um die Entdeckung von Biomarkern zu erleichtern und klinische Interventionen zu leiten. Forscher wandten Einzelzell-RNA-Sequenzierung (scRNA-seq) und Einzelzell-Assays für transposase-zugängliche Chromatin-Sequenzierung (scATAC-seq) an, um transkriptionale und epigenomische Landschaften von ccRCC zu erstellen. Sie identifizierten tumorzell-spezifische regulatorische Programme, die von vier Schlüsseltranskriptionsfaktoren (TFs) vermittelt werden, die prognostische Bedeutung in der Cancer Genome Atlas (TCGA)-Datenbank haben. Insgesamt klären diese Multi-Omics-Ansätze weiter die zelluläre Heterogenität von ccRCC und identifizieren potenzielle therapeutische Ziele. Gleichzeitig skizzierte die gemeinsame Analyse von Multi-Omics die interzellulären Kommunikationen, die durch Ligand-Rezeptor-Interaktionen innerhalb des Tumormikroenvironment vermittelt werden.

Einzelzell-Transkriptions- und Chromatinzugänglichkeitsprofilierung von humanem ccRCC

Transkriptomik, Proteomik und Lipidomik-Analysen enthüllen den Mechanismus der Tumorinhibition.

Orale und ösophageale Plattenepithelkarzinome (SCCs) sind mit einer hohen Sterblichkeit verbunden, doch die molekularen Mechanismen, die diesen malignen Erkrankungen zugrunde liegen, sind weitgehend unklar. Jüngste Studien haben gezeigt, dass die OTUB2/STAT1/CALML3/PS-Achse eine antitumorale Wirkung durch Transkriptomik, Proteomik, Lipidomik und molekularbiologische Experimente entfaltet. Die Multigruppen-Integrationsanalyse ergab, dass diese Funktion durch die Förderung der Phosphorylierung und Dimerisierung des Transkriptionsfaktors STAT1 realisiert wurde, was dann die Transkription von CALML3 aktivierte. Die Synthese von Phosphatidylserin ist ein entscheidendes metabolisches Ereignis, das die antitumorale Funktion von OTUB2 vermittelt, und präklinische Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass orales Phosphatidylserin helfen könnte, das Auftreten von Plattenepithelkarzinomen des oberen Gastrointestinaltrakts zu hemmen. Diese Studie zeigt das Potenzial der Verabreichung von PS als Strategie zur Behandlung und Prävention von SCCs der Zunge und der Speiseröhre.

OTUB2 zeigte eine Tumorinhibition.

Whole-Exom- und gezielte Sequenzierung identifizieren potenzielle Treiber des Tumorrezidivs.

Brustkrebs und Eierstockkrebs haben eine hohe Inzidenzrate bei Frauen. Es handelt sich um bösartige Tumoren mit langer Latenz, ohne offensichtliche frühe Symptome und hoher Sterblichkeit. Pathogene Varianten in BRCA1/2 sind die häufigste Ursache für erblichen Brust- und Eierstockkrebs. Der Verlust von BRCA1 oder BRCA2 ermöglicht es den Zellen, Mutationen und genomische Umstellungen anzusammeln, was den Übergang zu Krebs begünstigt. Forscher identifizieren potenzielle wiederkehrende spezifische Treiber, indem sie eine multi-omische Sequenzierung an 67 gepaarten primären und wiederkehrenden Brust- und Eierstockkrebsproben von 27 BRCA1/2-Mutationsträgern durchführen. Die systematische Analyse findet zwei BRCA2-Isoformen, BRCA2-201/Lang und BRCA2-001/Kurz, wobei BRCA2-001/Kurz häufiger bei Rückfällen exprimiert wird und mit einer reduzierten Gesamtüberlebensrate bei Brustkrebs in Verbindung steht. Diese Studie offenbarte mehrere potenzielle Treiber von wiederkehrenden Erkrankungen bei BRCA1/2-Mutations-assoziierten Krebserkrankungen und verbessert unser Verständnis der Tumorevolution und schlägt potenzielle Biomarker vor.

Integrierte Analyse somatischer Mutationen durch Whole-Exome- und gezielte Sequenzierung

Derzeit boomt die Multi-Omics-Technologie und spielt eine wichtige Rolle im Bereich der Tumorforschung. Der durch diese Technologien generierte Datensatz wird dazu beitragen, das Verständnis der Tumorentstehung, des Tumorfortschritts, der Veränderungen im Tumormikroenvironment und der entscheidenden biologischen Mechanismen der Arzneimittelresistenz zu verbessern. Mit der weiteren Entwicklung der Multi-Omics-Technologie in der Zukunft sind wir fest davon überzeugt, dass sie breiter in der Tumorforschung eingesetzt wird und die Entwicklung der präzisen Tumormedizin unterstützt.

Referenzen:

1. Shah JB, Pueschl D, Wubbenhorst B, u. a.Die Analyse von übereinstimmenden primären und wiederkehrenden Tumoren, die mit BRCA1/2-Mutationen assoziiert sind, identifiziert wiederkehrungsspezifische Treiber. Nat Commun. 2022;13(1):6728. Veröffentlicht am 7. November 2022.
2. Zhou Y, Bian S, Zhou X, et al. Einzelzell-Multiomics-Sequenzierung zeigt verbreitete genomische Veränderungen in Tumorstroma-Zellen des menschlichen kolorektalen Krebses. Krebszelle2020;38(6):818-828.e5.
3. Chang W, Luo Q, Wu X, u. a.OTUB2 übt tumorunterdrückende Rollen durch die STAT1-vermittelte Aktivierung von CALML3 und die erhöhte Synthese von Phosphatidylserin aus. Zellbericht2022;41(4):111561.
4. Lang Z, Sun C, Tang M, u. a.Die Einzelzell-Multiomics-Analyse zeigt regulatorische Programme im klarzelligen Nierenzellkarzinom. Cell Discov. 2022;8(1):68. Veröffentlicht am 19. Juli 2022.