腫瘤組織的異質(zhì)性是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。腫瘤內(nèi)細(xì)胞與細(xì)胞間的異質(zhì)性，為癌癥的診斷，治療以及相關(guān)藥物的開發(fā)帶來了極大的困難。人體的多細(xì)胞系統(tǒng)，包括器官、腫瘤、和胚胎均由異質(zhì)且相關(guān)的單細(xì)胞組成，但均發(fā)源于同質(zhì)且均一的細(xì)胞類群。了解異質(zhì)且有序的生物系統(tǒng)如何從同質(zhì)且單一的細(xì)胞中發(fā)展而來是生命科學(xué)的根本問題之一。現(xiàn)今的研究認(rèn)為生物異質(zhì)性的主要來源有：基因組的不穩(wěn)定性，程序化細(xì)胞分化，基因突變的累積，或者是時空間有序的生長因子信號刺激。盡管各種生化因素和遺傳因素的單細(xì)胞異質(zhì)性來源被逐步揭示，由微環(huán)境中物理力學(xué)因素導(dǎo)致的細(xì)胞異質(zhì)性起源機(jī)制，并不明確。

本研究采用單細(xì)胞測序技術(shù)、單分子熒光原位雜交技術(shù)直接追蹤腫瘤單細(xì)胞基因表達(dá)的變化，通過滲透壓擠壓模擬肺癌患者肺部力學(xué)微環(huán)境的改變。本研究清楚發(fā)現(xiàn)，單一種類的力學(xué)信號，可以在同一種均質(zhì)的非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞中誘導(dǎo)出兩種截然不同的細(xì)胞表型，并導(dǎo)致單細(xì)胞異質(zhì)性的產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)，力學(xué)誘導(dǎo)的新型細(xì)胞亞型具有皮質(zhì)間充質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)的特征基因，和腫瘤干細(xì)胞相關(guān)的特征基因。對皮質(zhì)間充質(zhì)轉(zhuǎn)化的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模發(fā)現(xiàn)，初始的同質(zhì)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞處于該調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的中間態(tài)，即皮質(zhì)／間充質(zhì)雜合態(tài)。力學(xué)誘導(dǎo)所產(chǎn)生的細(xì)胞分別位于中間態(tài)兩側(cè)的“皮質(zhì)”和“間充質(zhì)”兩種穩(wěn)態(tài)。力學(xué)擠壓增強(qiáng)了單細(xì)胞間基因表達(dá)的噪音（變異系數(shù)），這就導(dǎo)致細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄譜偏離細(xì)胞原來所處的中間穩(wěn)態(tài)，使細(xì)胞隨機(jī)向調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中另外兩個穩(wěn)態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，最終形成了細(xì)胞命運(yùn)的雙向轉(zhuǎn)化這一現(xiàn)象。本研究的理論計(jì)算、分子實(shí)驗(yàn)結(jié)果、單細(xì)胞測序結(jié)果均支持這一可能機(jī)制。

回復(fù)“內(nèi)測”，有機(jī)會獲取MobiNova內(nèi)測名額