編譯/巫芝岳

近(4)日，多倫多大學(University of Toronto)科學家發表的一項研究，透過單細胞RNA定序等技術，找出過去未曾發現的腫瘤幹細胞亞群(subpopulation)，並指出在神經膠質母細胞瘤(glioblastoma)中，該亞群與創傷修復相關，未來有望成為新的治療標靶。該研究刊登於期刊《Nature Cancer》。

神經膠質母細胞瘤是一項治療上相當棘手的腦癌。研究團隊發現，該腫瘤的腫瘤幹細胞——膠質母細胞瘤幹細胞(GSC)中，有一群特殊亞群具有發炎反應的分子特徵，且與患者腫瘤內其他幹細胞混合生長。

這些證據顯示，某些膠質母細胞瘤是在正常的組織癒合過程中形成，並因突變而「脫軌」發展為癌細胞；而這些突變可能早在患者出現症狀的好幾年前，就開始發生。

由於傷口癒合是一項須不斷產生新細胞的過程，研究顯示，一旦這些突變細胞出現，細胞會無法停止分裂繁殖，進而導致腫瘤生成。

他們透過單細胞RNA定序、CRISPR–Cas9基因敲除篩選(dropout screens)，和機器學習技術，分析了來自26位病人的膠質母細胞瘤幹細胞。為了獲得足夠的細胞量進行分析，他們也在實驗室進一步擴增了細胞，最終共進行了將近7萬個腫瘤幹細胞的單細胞RNA定序。

研究團隊指出，每個腫瘤都具有兩種獨特的分子狀態，分別稱為「發育」(Developmental)和「損傷反應」(Injury Response)兩種不同狀態。由於兩種狀態在患者腫瘤中是混合存在的，因此腫瘤會介於兩狀態間的梯度(gradient)上。

普遍來說，膠質母細胞瘤幹細胞多處於「發育」狀態，而這也是分裂快速的幹細胞會有個特徵。

但在「損傷反應」狀態中，細胞會表現出免疫途徑(immune pathway)的調控，以及發炎反應相關標記物(inflammation marker)，例如：干擾素、腫瘤壞死因子-α (TNF)等，即細胞在修復傷口時必經的機轉。

研究團隊也發現，針對處於兩種不同狀態的腫瘤細胞，都能透過不同類型的基因剔除(knock-out)方式，對腫瘤造成影響，進而揭示了一些與發炎有關的分子，可能作為治療標靶。這些標靶是過去從未考慮用於膠質母細胞瘤的。

其數據證實了該腫瘤廣泛的異質性，即每個腫瘤都含有多個腫瘤幹細胞亞群，由於不同亞群在分子組成上也不同，而現有療法因為無法清除所有亞群，因此治療後才如此容易復發。

參與此研究的團隊，包括多倫多大學、加拿大SickKids兒童醫院和瑪格麗特公主癌症中心(Princess Margaret Cancer Centre)；研究由細胞和生物分子研究中心的分子遺傳學教授Gary Bader和瑪格麗特公主癌症中心資深研究員Trevor Pugh領導。

Pugh指出，他們現在正在尋找對於位在兩狀態梯度中不同位置的腫瘤，皆能有效的治療藥物，透過設計出能同時去除多個腫瘤幹細胞亞型的藥物，來協助根除癌症。

參考資料：

1.論文原文：https://www.nature.com/articles/s43018-020-00154-9

2.https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-01/uot-bcl123020.php