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Review | Published: 29
前列腺癌是指发生在前列腺的上皮性恶性肿瘤，是男性泌尿系统中发病率最高的肿瘤疾病。单细胞RNA测序（Single cell RNA sequencing, scRNA-seq）是一种在单细胞水平上利用RNA测序对特定细胞群体进行基因表达谱定量的高通量实验技术；空间转录组测序（Spatial Transcriptomics sequencing, ST-seq）是一种将测序和成像技术相结合，用于检测整个组织空间系统中所有或大多数基因表达水平的方法。前列腺癌的致病机制涉及肿瘤细胞与肿瘤微环境之间的相互作用，将scRNA-seq和ST-seq技术应用于该疾病的研究中，有望在该领域找到新的突破点。
近日，贵州大学人民医院朱建国教授团队在Cell Regeneration发表了题为“Application and new findings of scRNA-seq and ST-seq in prostate cancer”的综述文章，总结了scRNA-seq和ST-seq技术在解决前列腺癌药物抗性、分子靶向治疗和免疫治疗方面的潜在价值，揭示了前列腺癌及其肿瘤微环境的异质性和功能变化，为前列腺癌的最优诊断和治疗提供了参考。
前列腺细胞的类型主要基于细胞形态和表面抗原来定义，ScRNA-seq技术揭示了其主要包含上皮细胞、基质细胞、免疫细胞等。上皮细胞又进一步包括腔细胞、基底细胞，以及两种名为丘状细胞和棒状细胞的新细胞类型。前列腺基质中含有丰富的基质细胞和血管，研究人员通过ScRNA-seq技术证明成纤维细胞调节上皮细胞的生存和生长，并鉴定了三种平滑肌细胞。免疫细胞包括吞噬细胞、T细胞、NK细胞和B细胞等，Tuong等人使用ScRNA-seq技术详细表征了各免疫细胞的亚型。前列腺癌组织主要包含癌细胞、基质细胞和免疫细胞。
前列腺癌的细胞组成
前列腺上皮细胞被认为是前列腺癌的起源细胞。通过ScRNA-seq技术识别上皮细胞突变成原发性前列腺癌的基因位点，以及对前列腺上皮细胞类型的表征，发现棒状细胞促进了前列腺癌的恶性进展。另外，还识别到四种前列腺癌的分子亚型以及与Gleason评分相关的基因，为前列腺癌的临床决策提供了坚实的基础。
MYC 是前列腺腺癌发生和恶化的主要驱动因素，通过ScRNA-seq等技术，科学家们已经开发出MYC 抑制剂，抑制了小鼠的肿瘤生长并增加了肿瘤免疫细胞浸润，且该抑制剂有望实现临床应用，可能在未来为前列腺癌治疗提供突破。
肿瘤微环境包括基质细胞和免疫细胞，这些细胞的变化影响前列腺癌的增殖、侵袭、转移和免疫调节。通过ScRNA-seq分析前列腺癌组织，揭示了基质细胞、癌相关成纤维细胞和免疫细胞的变化，正是这些变化促进了前列腺癌的发展。ST-seq补充并验证了scRNA-seq的结果，发现前列腺癌组织中的免疫细胞比例显著减少。
前列腺癌会发生远处转移，其骨转移研究的难点在于缺乏对肿瘤细胞的了解和相应的肿瘤微环境模型。Arriaga等人开发了NPKEYFP小鼠来克服这一障碍，通过对NPKEYFP小鼠的前列腺癌组织和转移组织进行scRNA-seq，确定了肿瘤微环境/RAS途径的共激活是前列腺癌骨转移的关键驱动因素。
治疗前列腺癌的方法很多，但最终都会导致耐药或复发转移。利用scRNA-seq和ST-seq技术识别治疗前列腺癌药物的耐药机制，提出了分子靶向疗法和攻击肿瘤中特定靶点或增强免疫系统的免疫疗法。免疫检查点抑制剂与雄激素剥夺治疗或其他药物联合使用可以改变前列腺癌肿瘤免疫微环境的模式，具有相当的应用前景。此外，前列腺癌干细胞具有独特的自我更新和多向分化特性，被认为是阻碍治疗和导致肿瘤复发的因素。近年来，针对癌症干细胞的治疗受到了广泛关注，有望为前列腺癌的治疗带来突破。
综上，癌细胞的异常增殖和分化是前列腺癌形成和发展的核心，ScRNA-seq和ST-seq可以被用来分析前列腺癌和肿瘤微环境的异质性。将ScRNA-seq和ST-seq与蛋白质组学和代谢组学等多组学技术相结合，将有助于更全面地理解前列腺癌复发和转移的分子机制，以期发现更多与治疗耐药性相关的分子靶点，实现更有效的治疗方案和更好的患者预后。
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Cite this article：
Li, Z., Li, Z., Luo, Y. et al. Application and new findings of scRNA-seq and ST-seq in prostate cancer. Cell Regen 13, 23 (2024). https://doi.org/10.1186/s13619-024-00206-w
朱建国，教授、主任医师，贵州大学人民医院。主要研究泌尿系结石及肿瘤，包括PGE2在输尿管结石中的排石作用机制及结石梗阻后水肿及炎性发生发展的机制，ACOX2参与前列腺癌进展的机制等。
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2019年，Cell Regeneration （中文名《细胞再生（英文）》）经过了编辑队伍和期刊方向调整等大动作后，再度出现在学界同仁的视线中。该杂志是中国细胞生物学学会的官方出版物，采取开放获取OA的出版模式，在学会支持下目前不向作者收取发表费用APC；致力于搭建干细胞与再生医学研究的学术交流平台，促进再生医学从基础到临床转化应用。期刊文章目前已被Elsevier Scopus、Embase，PubMed Central，DOAJ，以及ESCI等数据库收录。
