大家好,今天与大家分享的一篇文献是2021年4月8日发表在cancers (IF:6.126)的一篇文章,题目为Pan-Cancer Analysis Reveals Distinct Metabolic Reprogramming in Different Epithelial–Mesenchymal Transition Activity States。作为一篇泛癌分析的文章,往往能给我们指引一个大方向,比如这篇文章就是研究肿瘤代谢重编程和上皮间质转化(EMT)的关系。肿瘤代谢是近些年的热点方向,也发了很多高分文章,其实这篇文章分析的内容并不复杂,之所以还能发cancers多半是因为蹭到了热点研究,那么我们能从中悟到什么用于自己的研究呢?且听小编慢慢道来。
首先普及两个小知识:
代谢重编程:简单来说,肿瘤细胞通过改变能量代谢方式以快速适应低氧、酸性、营养物质缺乏等微环境而快速增殖的现象称为代谢重编程。形象点说就好比你之前吃不了辣,然后在重庆上了四年大学,吃了很多火锅,于是变得能吃辣,而且还吃胖了。
上皮间质转化:指上皮到间质细胞的转化,它赋予细胞转移和入侵的能力,包括干细胞特征、减少凋亡与衰老,和促进免疫抑制。这个咋说呢,还好比你高中时在爸妈身边,天天被管着啥也干不了,去重庆上大学后离得远了,就管不了就可以四处浪了。
普及了上面两个知识,咱们就进入正题。说到泛癌分析,那肯定是将所有癌症一起分析,从而揭示一些癌症具有的共性特征。此外,就像所有研究一样,还需要分组,这样才能进行对比,那就得找个能定量的指标。做肿瘤代谢重编程和上皮间质转化的研究,那就要么代谢,要么间皮转化,很显然后者更容易定量。因为代谢涉及的信号通路有很多,而EMT主要就一个通路。
一、分组找差异
于是作者从MSigDB (http://software.broadinstitute.org/gsea/msigdb)上下载了EMT的基因集,利用GSVA包对每位患者的EMT进行打分,并得分的高低分为高低EMT两组。接下来就是看各大代谢通路在两组间进行比较结果,如下图所示,可见很多代谢通路在两组间具有巨大差异。
二、靠热点找表型
肿瘤细胞的代谢产物也会影响TME的免疫细胞代谢,它们会互相争夺营养物质,从而有利于自身存活;同时肿瘤细胞还会下黑手,通过释放代谢废物影响免疫细胞的正常功能,或者拉拢有利于自身生长的抑制性免疫细胞(Treg, M2)等。如果把抗肿瘤免疫细胞(Th1,CD8+ T)细胞当作正规军,抑制性免疫细胞就类似于伪军。正常情况下正规军居多,肿瘤生长得以抑制。肿瘤细胞为了自身生长,一方面可以从外周不断招募抑制性免疫细胞,另一方面就是通过其它手段(包括代谢重编程)诱导正规军倒戈,一旦双方的势力发生扭转,肿瘤就会加速生长并发生转移。接下来,作者就研究了代谢重编程和肿瘤微环境的关系:
到这里,作者得出结论代谢重编程通过影响肿瘤微环境各种细胞来影响EMT,那么这种转变对患者的影响有多大呢?这也得找个能量化的指标。没错,我们最熟悉的生存分析,它又来了。于是接下来作者就对生存状态进行了分析:
三、赋予研究临床意义
其实只要有一些肿瘤生物学背景知识的人都懂,不用作者证明自己也能想到,高EMT的患者预后较差,但是就是很多这样的显而易见的问题能够通过数据被证明出来就可以发文章。最后,作者在这一块还在某些特定肿瘤中做了和肿瘤代谢相关的通路分析,可以想到并不是在所有肿瘤中都能得到显著的结果,因此作者只展示了有差异的结果。
四、文章亮点分析
另外作者之所以可以发cancers还是做了另外一个亮点分析,就是药敏分析。如下图所示:
同样,因为不同肿瘤间异质性很大,也不会在所有肿瘤类型中都能得到差异结果。而且另一主要原因是本身很多药物都不会对所有肿瘤类型都适用,有一些是针对特定肿瘤研发的就被作为这种肿瘤的一线药,而对其它肿瘤的治疗作用就很微弱。
到这为止,全文所有的分析内容就展示完毕,就四张主图,还有一些附图。作为泛癌分析,作者无法对某一种肿瘤类型做太深入的研究,而我们就可以从中挑选出一些特定的肿瘤类型,再结合一些很显著的表型就能另起炉灶发表一篇延申型研究。比如作者分析了肿瘤代谢重编程对各种肿瘤浸润免疫细胞的影响,如果有相对应的学科背景,就完全可以进一步研究是哪一种代谢通路的变化影响了哪一种免疫细胞的功能,以及如何影响,加上简单的实验验证,也能发高分文章。
其实这篇文章的研究角度不是新的,上个世纪有研究证明通过饥饿疗法可以抑制肿瘤生长,但后来证明是不可行的。因为除了肿瘤细胞,机体内正常细胞(包括免疫细胞)也需要营养物质。但好消息是肿瘤细胞有一些不同于正常细胞的代谢方式,如果通过针对性干预这些肿瘤特异性的代谢方式,那么就会达到驱邪扶正的效果,从而有利于肿瘤患者生存。因此,后续大家可以针对性的深入研究特定癌型的肿瘤代谢重编程的工作机制,抑制肿瘤细胞特有的依赖性能量代谢方式,同时加强免疫细胞代谢所需能量的供给,这样的研究将会具有很大的潜力。
生信人有专业的研究肿瘤代谢和肿瘤免疫微环境的科研团队,欢迎大家有研究思路时和我们联系。