主要研究內容

研究團隊對LSCC原發腫瘤組織（LC）、匹配的癌旁組織（PT）和局部淋巴結（LM）進行了單細胞轉錄組測序分析。該研究在上皮細胞亞群中標記了8類亞群，通過使用傳統的干細胞標志基因PROM1和ALDH1A1，識別出一個稀有的干細胞（SC）群體（圖1A）。研究發現，98.26%的SCs處于G1期，且SCs中與細胞周期相關的基因表達顯著較低，即保持靜息或緩慢增殖的狀態。擬時序分析表明SCs處于上皮細胞的發育起點，這些特征符合對SCs的已有認知。
 

然而，腫瘤組織中可能同時存在腫瘤干細胞和正常干細胞（NSCs），進一步聚類分析獲得SC-C1和SC-C2兩個群體（圖1B）。研究團隊發現94.12%來源于腫瘤組織的SCs被歸類為SC-C2，相反67.81%來源于癌旁組織的干細胞被歸類為SC-C1（圖1B）。與SC-C1相比，SC-C2表現出Wnt/β-catenin信號通路、Notch信號通路、低氧、MYC靶點、炎癥和干擾素反應通路的高活性。轉錄因子活性分析顯示，SC-C2中RUNX1（13g）和SOX4（20g）調控子的AUC評分顯著高于SC-C1；與先前研究一致，RUNX1和SOX4通常與癌癥復發、癌細胞干性的維持有關。SC-C2高表達FOLR1、CCL28、FRZB等標志基因，免疫組化也顯示PROM1和FOLR1在癌旁組織中的表達水平高于腫瘤組織。綜上，研究團隊確認SC-C2具有明顯的腫瘤干細胞特征，并且在癌旁組織中富集。進一步使用其他LSCC單細胞測序數據和TCGA數據也驗證了CSCs的真實存在和組織定位（圖E-F）。

鑒于腫瘤干細胞在癌癥發展、復發和轉移中的關鍵作用，其標志基因在臨床中或具有重要應用潛力。研究團隊篩選出了172個CSCs的標志基因，并利用多重免疫組化證實了其中3個（PROM1、FOLR1和DMBT1）在腫瘤組織切片中的表達。對腫瘤干細胞標志基因構建的預后模型，也獲得了良好的預測準確性（圖1G）。研究團隊進一步鑒定了24個特異性表達的基因，并結合iLINCS數據庫預測了若干潛在的靶向藥物，即可能通過抑制特異性基因的表達來抑制CSCs的發生發展。

最后，研究團隊還對腫瘤干細胞與免疫細胞、基質細胞之間的通訊網絡進行了深入解析，發現髓系細胞表達的NAMPT誘導CSCs中INSR的高表達，推測抑制NAMPT是抑制CSCs的潛在靶點。相較于NSCs，該研究還發現CSCs具有調控血管細胞發展的能力，相關通路在CSCs中表現出更強和更特異性的模式（圖1H）。

挑戰與展望
綜上所述，該研究在單細胞水平上對LSCC中的腫瘤干細胞及其特征進行了全面的分析和表征，深入了解了腫瘤干細胞的標志基因、轉錄因子、功能等分子特征，構建了預后分析模型，預測了潛在的干預靶點和藥物，探究了腫瘤干細胞與腫瘤微環境細胞間的通訊網絡，為開發腫瘤干細胞靶向治療策略奠定了基礎。然而，腫瘤干細胞的來源和演化仍然較為模糊，腫瘤干細胞的耐藥機制也尚未完全闡明，需要更多臨床樣本進行研究，以期開發針對CSCs的治療策略。

論文原文：
Li Y, Lin C, Chu Y, Wei Z, Ding Q, Gu S, Deng H, Liao Q, Shen Z. Characterization of Cancer Stem Cells in Laryngeal Squamous Cell Carcinoma by Single-cell RNA Sequencing. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2024 Aug. doi: 10.1093/gpbjnl/qzae056.

來源：測序中國