26、单细胞多组学：剖析癌症

单细胞多组学：剖析癌症

癌症是一种复杂且异质性高的疾病，有着独特的“肿瘤生态系统”。在这个系统中，肿瘤细胞与周围细胞相互作用，不断适应和进化。下面我们将深入探讨肿瘤微环境的主要组成部分、传统测序方法的局限性，以及单细胞测序技术在癌症研究中的应用。

1. 肿瘤生态系统与单细胞分析简介

癌症具有自身的“肿瘤生态系统”，肿瘤细胞与周围细胞相互作用，使其能够持续适应和进化。肿瘤微环境（TME）由肿瘤细胞以及周围的多种细胞类型组成，包括成纤维细胞、上皮细胞、免疫细胞、炎症细胞、血液和血管网络，还有细胞外基质（ECM）。在稳态下，TME 是对抗恶性细胞的物理屏障，但肿瘤的进化会重新编程相邻的 TME，以促进肿瘤的生长和进展。肿瘤微环境与肿瘤细胞之间的相互作用会导致宿主代谢被劫持、免疫逃逸，最终引发转移。

1.1 肿瘤微环境的主要组成部分及其在致癌作用中的作用

• 癌症相关成纤维细胞（CAFs） ：肿瘤微环境中的成纤维细胞是基质成分的主要亚群。肿瘤细胞分泌的转化生长因子β（TGFβ）可作为趋化因子，将成纤维细胞转化为 CAFs。肿瘤细胞分泌的生长因子和缺氧的肿瘤微环境会招募间充质干细胞，这些干细胞可分化为 CAFs、巨噬细胞或内皮细胞。TGFβ 能诱导间充质干细胞分化为 CAFs，为肿瘤细胞提供优势。CAFs 通过重塑细胞外基质、诱导血管生成、恢复炎症细胞和指导细胞间相互作用来促进肿瘤进展。
• 免疫和炎症细胞 ：免疫系统在识别和清除肿瘤细胞等入侵者方面起着重要作用。肿瘤抑制基因和癌基因的突变会改变肿瘤微环境中的细胞因子、趋化因子和炎症介质，招募炎症细胞。所有免疫细