摘要：膀胱癌是全球范围内发病最高的恶性肿瘤之一，而肌肉浸润性膀胱癌是相对恶性程度较高的一种，且存在多重耐...膀胱癌是全球范围内发病最高的恶性肿瘤之一，而肌肉浸润性膀胱癌是相对恶性程度较高的一种，且存在多重耐药，预后较差。其恶性程度/进展及耐药很可能与肿瘤内的异质性相关，然而，由于技术手段的缺乏目前并没有研究揭示肌肉浸润性膀胱癌的肿瘤内异质性的情况。单细胞技术是近年来兴起的一种针对单个细胞的基因组/转录组等检测的精细化手段，其出现使我们对细胞与细胞之间的差异有了更深的了解。本团队在前期对膀胱癌的全基因组以及转录组做了大量的工作，找到了许多与膀胱癌相关的致病基因，但这种将组织中所有肿瘤细胞的基因表达均一化的检测方法仍然无法解释肌肉浸润性膀胱癌的进展迅速及容易耐药的问题，因此为了探索肌肉浸润性膀胱癌的肿瘤内异质性，同时在单细胞转录组水平揭示高级别及低级别的肌肉浸润性膀胱癌的细胞进化/差异基因表达及细胞耐药的区别，我们对来自4个肌肉浸润性膀胱癌患者的756个肿瘤以及正常膀胱黏膜上皮细胞进行了单细胞RNA测序，在单细胞转录组水平描述细胞异质性的表达谱，从基因表达谱推断大片段体细胞拷贝数变异(somatic copy number alteration，sCNA)，构建进化树;继而采用GSEA分析对比高级别及低级别的肌肉浸润性膀胱癌的分子亚型组成。最后，根据特定的表达频谱预测每一个单细胞对常见化疗药物的反应。我们发现了高级别肌肉浸润性膀胱癌的肿瘤内异质性程度较低级别的膀胱癌浸润性更高;而在17号及19号染色体的大片段sCNA可能在低级别及高级别的肌肉浸润性膀胱癌的发生发展中均发挥重要作用;高级别肌肉浸润性膀胱癌中含有较多基质型细胞，而基质型细胞是恶性程度较高的细胞类型，可能是高级别膀胱癌的预后差的原因之一;我们的结果显示每个肌肉浸润性膀胱癌的肿瘤单细胞都具有多重耐药性。我们的研究是迄今为止首次通过单细胞转录组揭示肌肉浸润性膀胱癌的发病机制的研究。从“肿瘤内异质性/肿瘤细胞进化及耐药”等方面深入地解析了高级别及低级别肌肉浸润性膀胱癌的发病及耐药机制，弥补目前基因组研究中均一化的缺陷，为精准医疗奠定坚实的理论基础。<br> DNA突变在膀胱癌的尿液及血液中均可被检测。尽管在尿液样本中已经有了很多让人振奋的发现，但是其与膀胱癌发病的关联仍未有报道。因此，探索从尿液基因组与膀胱癌发病的关系，我们对4例膀胱癌患者各自的外周血、尿液及组织样本进行了全基因组测序。检测尿液以及肿瘤样本的体细胞变异及突变频谱。我们的数据显示尿液样本与相应肿瘤组织样本的突变频谱高度相似。DNA损伤修复基因突变与马兜铃酸暴露是膀胱癌的重要致病因素。DNA损伤修复基因突变在尿液基因组普遍存在，既往研究认为肿瘤组织DNA损伤修复基因突变的患者对新辅助顺铂化疗敏感，但是我们通过分析TCGA数据库(n=77)发现DNA损伤修复基因突变与新辅助顺铂化疗预后并无显著相关性。我们发现T＞A突变有显著的转录链倾向，部分基因变异可以在尿液以及组织样本中同时被检测出。因此尿液基因组突变频谱在揭示膀胱癌发病机理上具有重要意义及广阔的应用前景。显示全部
