Cell Rep：基于类器官的高通量RNA测序有助于寻觅医治结直肠癌的药物

2021年4月25日讯/100医药网BIOON/---年夜肠癌（CRC）是当今天下上确诊率最高的3种癌症之一，也是与癌症相关的发病率和灭亡率的次要起因之一。虽然近年来癌症疗法在不时地倒退，但针对早期和转移性肠癌患者仍旧缺乏无效的医治办法，是以迫切必要基于药物的新型疗法。

（图片起源：www.cell.com） 在比来一项研讨中，来自瑞士肠癌研讨所的Joerg Huelsken团队开辟了基于类器官的高通量挑选体系“TORNADO-seq”，用于鉴定可能诱导肠道正常细胞和癌细胞分解的小分子药物。详细而言，该办法通过定量年夜量细胞类型特同性基因的RNA表白阐发，然后通过反卷积办法揣摸细胞类型构成，终极完成研讨目标。作为一种高含量技术，mRNA表白阐发与其他办法（例如基于抗体或申报基因的办法）相比，具备许多劣势，例如准确度，可扩大性和敏理性。

该办法不仅可以发现药物，还可以进一步提醒内涵的生物学机制。作者开辟的高含量检测办法通过丈量基因表白谱，从而提供一切能够的肠道细胞表型，次要旌旗灯号通路和普通细胞心理学的频率的信息，从而检测安康肠道或癌变肠道起源的类器官中206个基因的表白程度。

(图1，肠道类器官分解以及RNA-seq阐发流程树立示用意) 为了笼罩分歧的肠道细胞表型，作者选择了8个种群的标志基因：ISC，瞬时扩增（TA）细胞，排汇性肠上皮细胞（E），EEC，杯状细胞，Paneth细胞（P），簇细胞和静态ISC（qISC）。这些标志基因是从地下的数据库（原肠细胞悬液和类器官培育物的RNA-seq和单细胞RNA-seq）中筛选获得的。通过进一步富集，荧光激活细胞分选（FACS）或体外分解方案，作者另外席卷了58个申报次要旌旗灯号通路的基因（Notch，Wnt，Hedgehog，Hippo， BMP / TGF-b]，NF-kB等），27种普通细胞心理基因（包含细胞周期，推陈出新，血管天生，凋亡，上皮间质转化等），以及6个持家基因。

进一步，作者挑选了可能匆匆进安康肠道类器官中细胞分解的药物分子。成果显示，在脱靶率排名靠前的药物中包含：1. 曾经用于医治结肠癌的分子——伊曲康唑，吡咯铵，2. 微管卵白克制剂（苯达唑，秋水仙碱），3. 已知会影响普通细胞心理的细胞毒性药物（抗代谢物吉西他滨，氮杂鸟嘌呤，巯基嘌呤，氟尿苷 拓扑异构酶克制剂，4. 细胞毒性抗生素（蒽环类抗生素和抗霉素）。 此外，筛查法式还发现了几种候选药物，例如抗精力病药物吩噻嗪，降胆固醇他汀类药物，抗真菌药康唑，选择性雌激素受体调理剂（SERM），糖皮质激素和抗组胺药等等。

（图2，分歧药物对安康肠道类器官中细胞分解相关基因表白程度的影响）

之后，作者比拟了分歧药物对安康肠道类器官以及癌变肠道类器官的细胞分解影响。成果显示，在27个可能惹起安康肠道细胞分解的药物中，有16个异样可能引发癌变肠道细胞的分解（干细胞相关标记物表白程度降低，随同着分解相关标记物的回升），而年夜量对安康肠道细胞分解有效的药物分子异样也对癌变肠道细胞分解有效。这一成果标明药物的无效性与其影响细胞分解的才能之间存在必然分割。

综上，作者通过开辟靶向类器官测序（TORNADO-seq）技术，高通量地监控主流“基因标记物”的表白，以具体评价类器官中的细胞表型。 TORNADO-seq作为一种疾速，稳定性高以及本钱昂贵的（每个样品5美元）的办法，可检测细胞混合物及其在肠道体系中的分解状态。利用此办法，作者寻觅到了匆匆进分解细胞表型的药物，并标明这些药物对癌症具备很高的疗效。此外，TORNADO-seq有助于深化相识这些药物的作用方式。该技术可以轻松地顺应许多其他体系，并许可采取更体系，年夜规模和定量的办法来研讨简单细胞体系的生物学个性。（100医药网 100yiyao.com）

原始出处：Maxim Norkin, Paloma Ordó ez-Morán, Joerg Huelsken et al.,Cell Reports (2021)

DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109026