询问肿瘤微环境的复杂性

获得一个更好的理解的动态和相互之间的交互和癌症细胞肿瘤微环境对改善病人的诊断和治疗至关重要。

癌细胞不孤立存在的,相反,他们生活在一个复杂的生态系统,还包括免疫细胞、基质细胞、细胞外基质、血管和许多其他因素。肿瘤微环境的组件不断地相互作用和相互影响,从而影响肿瘤的行为或正面或负面的方式。

“肿瘤细胞可以利用周围的微环境,吸收营养,并阻止免疫监测和宿主反应。但重要的是,肿瘤微环境也可以抑制肿瘤的生长,防止转移,”说詹尼斯Taube、皮肤病和病理学教授和主任马克基金会的先进的基因组学和约翰霍普金斯大学成像、巴尔的摩。“这是一把双刃剑,所以它是正确的平衡和试图提示更赞成比肿瘤宿主。”

特定细胞类型的多样性和分子形成肿瘤微环境,有必要应用系统生物学的方法来研究它。

“因为固有的复杂性肿瘤微环境,改变一件事会有连锁反应,”解释道达里奥a Vignali系的,临时把椅子和特聘教授匹兹堡大学免疫学和UPMC希尔曼癌症中心。“你可以把它比作蹦床——如果一个人站在一头,其他人站在会有严重的后果。”

解剖肿瘤微环境的复杂性可能会揭示为什么有些癌症的线索反应良好,某些治疗而其他人没有反应,或者随着时间的推移产生耐药性,并识别潜在的新漏洞利用。

治疗目标Myeloid-Derived抑制细胞(MDSCs)肿瘤微环境

研究肿瘤微环境(时差)有助于提高我们对癌症的认识。下载这个白皮书更多地了解免疫治疗策略包括depletion MDSC的人口和渗透,我nhibition MDSC招聘和运输,nticytokine MDSCs疗法。

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针对肿瘤微环境

近年来,一种新的免疫疗法这一目标免疫细胞在肿瘤微环境改变了治疗某些类型的癌症。领导这场革命就是所谓的免疫抑制剂检查站重振专门的免疫细胞- T细胞识别攻击和摧毁癌细胞。

“这些疗法可以释放刹车,肿瘤的免疫系统,使T细胞反应,帮助清除肿瘤,“Taube解释道。

尽管一些肿瘤免疫反应良好检查点封锁,不幸的是,绝大多数没有响应。当病人之间高度的变化背后的原因是复杂的,肿瘤细胞和免疫细胞之间的相互作用在肿瘤微环境可能会发挥重要作用。

“肿瘤的免疫渗透程度的变量,这引发了类比的“免疫沙漠”或一个“免疫丛林”,“描述Vignali。“有充分的数据表明,肿瘤是高度免疫渗透对这些免疫疗法的影响更敏感。”

研究人员正在努力定义肿瘤微环境的特点,如何影响一个人的癌症免疫抑制剂检查站响应——识别新的生物标志物进行个体化治疗,找到方法来促进这些药物的有效性。

“我们需要理解这些疗法的效果对整个肿瘤微环境,而不是只关注他们针对的特定类型的细胞,“Vignali说。“杀手T细胞没有孤立的——这是与很多其他的细胞相互作用,将产生连锁反应的抑制肿瘤如何回应检查站。”

精确的空间复用的免疫细胞在临床肿瘤样本多样性

下载这个海报发现一个平台,可以generate highly-multiplexed,在蛋白质表达数据从临床样本,quantify细胞群表达非常高或低水平的一个标志和use商业抗体从任何供应商空间解决蛋白质的目标原位。

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单细胞技术

直到最近,研究人员仅限于分析整个肿瘤样本使用“批量测序”的方法。但小说单细胞技术的出现使他们能够概要肿瘤微环境中免疫细胞的数量在更细粒度的细节。

“我们可以获取大量的信息从一个细胞——这是改变游戏规则,“Vignali兴奋地说。

单细胞转录组使RNA分子的数量和序列的分析,而表观基因组学是全基因组DNA甲基化的映射,染色质组蛋白蛋白质改性,可访问性和染色体构象。最近的另一个创新是细胞转录组的索引和抗原表位进行排序(CITE-seq),这使研究人员能够同时捕捉特定蛋白质的RNA表达和细胞表面表达相同的细胞。测序免疫细胞受体,如t细胞受体(TCR)和b细胞受体(BCR)——可以提供进一步的维度信息描述他们的特异性,功能和表型。

“举例来说,我们认为杀手T细胞作为一个群体,但在现实中,当你检查它们在单细胞水平,你会发现有多种,不同的子集内的人口,”Vignali说。

应用multi-omics单细胞技术允许研究人员询问以前遥不可及的肿瘤微环境。

“我们总是有限的组织可以从一个病人,但现在可以获得大量的信息从一个小肿瘤活组织检查,“Vignali说。“例如,我们有一个正在进行的临床试验,我们收集核心从患者治疗前后肿瘤活检。这不是过度入侵程序,这意味着我们可以看看基线情况,然后免疫治疗后改变了什么。”

高分辨率的映射乳腺癌肿瘤微环境

下载这个程序注意学习单个细胞基因表达工作流被用来nalyze大,连环formalin-fixed,人类乳腺癌石蜡包埋部分,我dentify和空间解决17个不同细胞类型和他们的基因表达谱,和s可注册蛋白质、组织学和RNA数据组合进一个图像。

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映射的肿瘤微环境

然而,尽管单细胞技术可以揭示分子细胞组成肿瘤的特点,他们不提供任何信息关于细胞组织在其微环境空间。

多重免疫荧光(mIF)技术正成为越来越重要的工具,分析多种细胞类型和肿瘤微环境内的地理关系。同时基于抗体的检测的方法使单个组织切片上的多个标记,但mIF的分析和可视化数据可以复杂和耗时。但能从中学习到的技术已经被天文学家宇宙地图。

“我们大实现之间有许多相似之处描述天球和注释的肿瘤微环境,”说亚历山大Szalay彭博社杰出教授约翰·霍普金斯大学的物理学和天文学。“底线是,一切都是关于描述空间关系,那么对象相互作用的距离,和我们如何能代表这个视觉吗?”

之间形成的一个独特的合作Taube和Szalay导致的发展AstroPath平台的综合分析,使单细胞分辨率多光谱影像数据集在肿瘤组织的部分。

“我们使用immunofluorescent标记抗体标签上的多个标记部分,我们可以确定每一个细胞,”Taube解释道。“使用这种方法,我们可以重建多光谱图像来自一个整体下滑,给我们大约一百倍的肿瘤微环境的数据比之前可用。”

两人正在使用这个强大的技术进步的理解肿瘤细胞和免疫系统之间的相互作用和识别预测生物标记的肿瘤反应免疫疗法。平台的发展成为一个开放的资源,为观察和分析空间mIF数据集已经开始解决。

“斯隆数字巡天亚历克斯帮助架构师和牧师,网站点击率超过了三十亿,“Taube说。“我们希望让肿瘤微环境的资源,这将使世界各地的人们阅读和查询这些数据。”

了解肿瘤微环境信号通路

肿瘤微环境(时差)是由肿瘤、细胞外基质和各种非转换细胞包括成纤维细胞、免疫浸润和血管血管。下载该电子书来了解更多关于receptor酪氨酸激酶信号,cytokine受体和南安信号。

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指数的进步

了解癌症细胞的动态交互与他们周围的微环境可以影响肿瘤行为,预后和对治疗的反应可能最终帮助改变病人护理。由于巨大的技术进步,现在研究人员配备的工具来研究肿瘤微环境比以往更详细。

“这些疑问技术已经打开门来获得更多的信息以指数的速度在未来十年左右,“Vignali说。“能力是巨大的,这几乎是一个陈词滥调,但是天空真的是极限!”

然而,这是提出新的挑战,能够集成多个巨大的数据集生成和解释,一些研究者从意想不到的来源寻求解决方案。

“我花了几十年的天文学研究这些特殊工具——我从未想过这一实际应用,“Szalay说。“现在很明显,有一天,这项工作可能会拯救生命——这是非常有益的。”