神経内分泌腫瘍の洞察:SiNETsを探る
研究は、小腸神経内分泌腫瘍の発生と特徴についての洞察を提供している。
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神経内分泌腫瘍(NETs)は、神経内分泌細胞と呼ばれる特殊な細胞から発生する成長物で、さまざまな臓器にできることがある。その中でも、小腸に見られる腫瘍、すなわち小腸NET(SiNETs)はかなり一般的で、肺NETに次いでよく見られる。SiNETsは、細胞がどれくらい速く分裂するかに基づいて分類され、特定のマーカーを使って評価される。低悪性度のSiNETsはG1とG2に分類され、高悪性度の腫瘍はG3に分類される。G3には、非常に攻撃的な癌である神経内分泌癌(NECs)も含まれている。
SiNETsの特徴
ほとんどのSiNETsは低悪性度で、進行した段階で診断されることが多く、そのため他の部位に転移していることがよくある。この転移の傾向はSiNETsの際立った特徴の一つだ。SiNETsは、小腸内の複数の場所に同時に発生することがあり、これは異なる細胞の起源から生じている可能性を示唆している。研究によれば、これらの腫瘍は同じ遺伝子的変化を共有することが稀で、異なる細胞クローンから発展していることがわかる。
SiNETsはほとんどが散発性で、遺伝的に継承されるのではなく偶然に発生する。変異のレベルは低く、一部の遺伝的変化が特定されている。SiNETsで最も一般的な染色体の変化は染色体18の喪失で、多くの患者に見られる。細胞周期を調整する役割を持つCDKN1Bという遺伝子の特定の変異が、ごく少数のSiNETsで見つかっている。
混合神経内分泌新生物
神経内分泌腫瘍のもう一つの興味深い側面は、神経内分泌成分と非神経内分泌成分の両方を含む場合で、これを混合神経内分泌非神経内分泌新生物(MiNEN)と呼ぶ。腫瘍が混合と分類されるためには、その質量の少なくとも30%が各タイプの細胞で構成される必要がある。これらの混合腫瘍の起源はまだ不明で、複雑さから治療上の課題をもたらす。
研究の焦点
この研究の目的は、SiNETsの分子特性を調べて、これらの腫瘍の発生過程や可能な弱点を特定することだった。そのために、研究者たちはSiNETのサンプルやMiNENのサンプルの単一細胞の遺伝子材料を分析した。
SiNETsのプロファイリング
研究者たちは、SiNETサンプルからの個々の細胞の特性をプロファイリングするために特定の技術を使用した。8人の患者から10の主要な腫瘍サンプルを分析し、新鮮な組織サンプルと冷凍サンプルの両方を調べた。品質チェックを行った後、さらに分析のために多くの細胞を保持した。
この検査を通じて、既知のマーカーに基づいて各腫瘍に存在するさまざまな細胞タイプを分類し、腫瘍環境内の神経内分泌細胞や他の細胞タイプを特定した。細胞タイプの種類は腫瘍によって異なり、神経内分泌細胞が多数を占める場合もあれば、免疫細胞や線維芽細胞、血管細胞がより多い場合もあった。
神経内分泌細胞の異質性
研究者たちはその後、神経内分泌細胞に注目し、異なる患者間での発現プロファイルを詳しく調べた。これらの細胞の中で一般的に上昇している遺伝子セットを特定し、SiNETsに独自のサインを定義した。このセットには、これらの腫瘍に関連するよく知られたマーカーが含まれていた。
興味深いことに、神経内分泌細胞の中で、SiNETsは大きく2つの主要なサブタイプに分けられた。一つのサブタイプは上皮細胞に似た特徴を示し、もう一つはより神経的な特徴を持っていた。この分け方は、サンプル間の遺伝子発現パターンを調べると明らかになった。
腫瘍微小環境の多様性
この研究では、腫瘍に存在する非神経内分泌細胞の多様性も調査された。たとえば、研究者たちは腫瘍環境に存在するさまざまなタイプの線維芽細胞、血管細胞、B細胞を調べた。それぞれのタイプには目立った多様性があり、独自のサブポピュレーションが特定された。一部の線維芽細胞サブポピュレーションには、癌の進行に関与する可能性を示唆する特徴が見つかった。
B細胞の中には、活発に分裂している兆候を示すものもあり、これは興味深いことに、SiNETsが一般的には低悪性度で低い有糸分裂指数を持つため、特定の免疫細胞が腫瘍環境内でより活発であることを示唆していた。
細胞増殖の洞察
ほとんどのSiNETsが低悪性度で細胞の分裂率が低いにもかかわらず、この研究では少数の活発に分裂している神経内分泌細胞が見つかった。この発見は驚くべきもので、他のほとんどの腫瘍タイプは悪性細胞の間にかなりの活動を示すからだ。代わりに、より高い増殖率を示したのは免疫細胞や上皮細胞だった。これは、SiNETsの成長が従来理解されているよりも腫瘍環境に依存している可能性があることを示唆している。
発見の意味
神経内分泌細胞の最小限の増殖は、SiNETsがどのように発生し成長するのかについて疑問を投げかける。一つの可能性は、神経内分泌細胞があまり分裂しないにもかかわらず、腫瘍は細胞死の減少や異常な移動パターンによって拡大するのかもしれないということだ。別の考慮点は、他の細胞タイプに見られる細胞分裂が腫瘍の成長を評価するために使用される従来の方法を混乱させる可能性があるということだ。
さらに、この研究は、特に混合腫瘍において、腫瘍の成長を促進する幹細胞や前駆細胞の可能性を強調している。これにより、これらの特定の細胞集団をターゲットにした治療オプションを考慮することができるようになる。
結論
この研究の結果は、神経内分泌腫瘍、特にSiNETsの生物学についての理解を深めるものだ。二つのサブタイプを特定し、腫瘍細胞とその環境との相互作用に注目することで、特定のサイトカインをターゲットにするなどの新しい治療戦略が提案されるかもしれない。
要するに、SiNETsは複雑な様相を示し、悪性細胞の増殖は低いが他の細胞タイプでは重要な活動が見られる。この研究は、腫瘍微小環境の重要性を強調しており、将来的な研究では癌の進行と治療におけるさまざまな細胞集団の役割をさらに探求すべきだと示唆している。
タイトル: Subtypes and proliferation patterns of small intestine neuroendocrine tumors revealed by single cell RNA sequencing
概要: Neuroendocrine tumors (NETs) occur primarily in the small intestine, lung and pancreas. Due to their rarity compared to other malignancies in these organs, their complex biology remains poorly understood, including their oncogenesis, tumor composition and the intriguing phenomena of mixed neuroendocrine non-neuroendocrine neoplasms (MiNEN). Here we profiled ten low-grade small intestine NET (SiNET) tumor samples as well as one mixed lung tumor by single-cell or single-nuclei RNA-seq. We find that SiNETs are largely separated into two distinct subtypes, in which the neuroendocrine cells upregulate epithelial or neuronal markers, respectively. Surprisingly, in both subtypes the neuroendocrine cells are largely non-proliferative while higher proliferation is observed in multiple non-malignant cell types. Specifically, B and plasma cells are highly proliferative in the epithelial-like SiNET subtype, potentially reflecting the outcome of high Migration Inhibitory Factor (MIF) expression in those tumors, which may constitute a relevant target. Finally, our analysis of a mixed lung neuroendocrine tumor identifies a population of putative progenitor cells that may give rise to both neuroendocrine and non-neuroendocrine (squamous) cells, potentially explaining the origin of the mixed histology. Taken together, our results provide important insights and hypotheses regarding the biology of neuroendocrine neoplasms.
著者: Itay Tirosh, E. Somech, D. Halder, A. Spitzer, C. Barbolin, M. Tyler, R. Halperin, M. Biton
最終更新: 2024-07-30 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.29.605642
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.29.605642.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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