重篤な境界腫瘍から低悪性度漿液性癌への変化を解明する
研究が卵巣腫瘍の進行における重要な変化を明らかにした。
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目次
漿液性卵巣腫瘍は、卵巣癌の中で最も一般的なタイプだよ。高グレード漿液性癌(HGSC)と低グレード漿液性癌(LGSC)の2つのカテゴリに分類できるんだ。LGSCは通常、HGSCよりも攻撃性が低く、若い患者に多く見られることが多い。LGSCの腫瘍はゆっくり成長して広がることがあるけど、周りに密な組織があるから完全に手術で取り除くのが難しいんだ。もし完全に切除できなかったら、再発することがあるけど、通常はゆっくりしたペースで、治癒の可能性は低いんだ。LGSCは明確に別の癌の形態だけど、HGSCで使われるのと同じ化学療法で治療されることが多いんだ。残念ながら、この治療はLGSCにはあまり強い陽性反応を示さないことが多く、腫瘍は進行し続けるんだ。
漿液性腫瘍の特徴
研究者たちは、漿液性境界腫瘍(SBT)から低グレード漿液性癌に進行する可能性がある経路を特定したんだ。SBTは通常、周囲の組織を侵害せず、片側にのみ影響を及ぼすことが多い。手術で取り除かれると、患者は通常いい予後だけど、ごく少数(10-15%)が後に再発してLGSCになることがあるんだ。HGSCとは違って、SBTやLGSCは通常、p53タンパク質のレベルが正常で、DNA構造に少しの変化しかなく、変異率も低い。特に、SBTとLGSCには細胞成長を調節することが知られている特定の遺伝子に独特の変異があるんだ。この腫瘍の遺伝的および分子的特徴を理解することは、新しい治療法を見つけるために重要なんだ。
研究の目標
この研究の目的は、SBTが中間段階を経てLGSCに変化する過程を、映像技術と分子分析を組み合わせた先進技術を使って調べることなんだ。深層視覚プロテオミクス(DVP)という方法では、高解像度の画像をキャッチして、AIを使って特定の細胞を識別し、抽出してさらなる分析を行うんだ。DVPと先進的なトランスクリプトミクスを組み合わせることで、SBTからLGSCへの移行中に変化する新しい経路を見つけようとしているんだ。
研究デザインと方法
卵巣腫瘍の異なる段階を分析していて、SBT、微小乳頭状SBT、初発LGSC、および転移を含んでいるんだ。免疫蛍光などのさまざまな技術を使って特定の細胞タイプにマークを付け、AIを使って画像を分析し、詳細な調査を行ったんだ。これによって、腫瘍とその周囲に見られるタンパク質を定量化できて、腫瘍の段階間の重要な違いを明らかにしたんだ。
腫瘍の進行に関する発見
分析の結果、SBTから微小乳頭状SBT、そしてLGSCへの進行が示唆されたんだ。この移行は細胞構造と機能に特定の変化が見られるのが特徴なんだ。腫瘍が進行するにつれて、細胞は周囲の組織に侵入し、他の部分に広がる可能性があるんだ。収集されたデータでは、さまざまな腫瘍タイプの間でタンパク質レベルに有意な違いがあり、特定のタンパク質がこの変化の間に増加または減少することが示されたんだ。
腫瘍の移行におけるプロテオミクスの洞察
DVPを使って、細胞の成長やシグナル経路に関わる重要なプロセスに関与する複数のタンパク質の変化が特定されたんだ。研究者たちは、MAPKシグナル経路に関連するタンパク質が腫瘍が進行するにつれて徐々に増加するのを確認したんだ。これらのタンパク質は細胞成長に関与していて、さまざまな癌タイプに関連付けられているんだ。観察されたタンパク質レベルの変化は、将来の治療法のターゲットとしての可能性を示唆しているんだ。
分子変化とその影響
SBTからLGSCへの移行には、ホルモンシグナル処理や免疫応答に関連するいくつかの重要なタンパク質の変化が関与していたんだ。特に、LGSCにおいて特異的に発現しているタンパク質(NOVA2など)が見つかったんだ。NOVA2は通常、脳に見られて、健康な卵巣組織には存在しないんだ。LGSCにおけるNOVA2の存在は、癌の進行に関連した独特な分子的変化を示唆しているんだ。
腫瘍微小環境の変化
腫瘍細胞を研究するだけでなく、周囲の組織(腫瘍微小環境)も分析されたんだ。ストローマ(支持組織)は、腫瘍が非侵襲的から侵襲的な段階に移行する際に、有意な変化を示したんだ。細胞接着や炎症に関与する多くのタンパク質が異なる発現を示していて、微小環境が腫瘍の発生に重要な役割を果たしていることを示しているんだ。
タンパク質と遺伝子発現の相関
研究者たちは、プロテオミクスを通じて見つかったタンパク質の変化と、トランスクリプトミクスで特定された遺伝子発現の変化を関連付けることを目指したんだ。このデータの組み合わせは、腫瘍がどのように進化するかの全体像を提供したんだ。統合によって、タンパク質と転写産物の多くが正の相関があることが示されて、特定のタンパク質とそれに関連する遺伝子が癌の進行中に連携して働く可能性があるんだ。
主要なタンパク質の機能的検証
特定のタンパク質が腫瘍の成長や広がりに与える影響を理解するために、いくつかのタンパク質を癌細胞株でノックダウンしたり抑制したりする機能的研究が含まれたんだ。ADAM15やNOVA2などの主要なタンパク質がターゲットにされて、それらの減少が癌細胞の移動や侵入能力を大幅に抑制することが示されたんだ。
治療戦略への影響
この研究を通じて、研究者たちはMAPK経路やその他のシグナル経路に関連するタンパク質の新しい治療ターゲットを特定したんだ。この研究は、これらのタンパク質を対象とする薬剤がLGSC患者に有益である可能性があることを示唆しているんだ。現在の他の卵巣癌の治療法はLGSCには効果がないかもしれないけど、この研究からの新しい洞察が、より適切な治療法の開発に役立つかもしれないんだ。
結論
要するに、この研究はSBTがLGSCに進行する際に起こる分子的変化について重要な詳細を明らかにしたんだ。発見は、腫瘍細胞とその微小環境の両方がこの変化において重要な役割を果たしていることを示しているんだ。プロテオミクスとトランスクリプトミクスの分析から得られた洞察は、今後の研究や低グレード漿液性卵巣癌患者への治療オプションの指針となることができるんだ。これらのプロセスをよりよく理解することで、研究者たちは、検出、治療、そして最終的にはこの難しい病気に直面している患者の成果を改善する戦略を向上させることを目指しているんだ。
タイトル: Spatial proteo-transcriptomic profiling reveals the molecular landscape of borderline ovarian tumors and their invasive progression
概要: Serous borderline tumors (SBT) are epithelial neoplastic lesions of the ovaries that commonly have a good prognosis. In 10-15% of cases, however, SBT will recur as low-grade serous cancer (LGSC), which is deeply invasive and responds poorly to current standard chemotherapy1,2,3. While genetic alterations suggest a common origin, the transition from SBT to LGSC remains poorly understood4. Here, we integrate spatial proteomics5 with spatial transcriptomics to elucidate the evolution from SBT to LGSC and its corresponding metastasis at the molecular level in both the stroma and the tumor. We show that the transition of SBT to LGSC occurs in the epithelial compartment through an intermediary stage with micropapillary features (SBT-MP), which involves a gradual increase in MAPK signaling. A distinct subset of proteins and transcripts was associated with the transition to invasive tumor growth, including the neuronal splicing factor NOVA2, which was limited to expression in LGSC and its corresponding metastasis. An integrative pathway analysis exposed aberrant molecular signaling of tumor cells supported by alterations in angiogenesis and inflammation in the tumor microenvironment. Integration of spatial transcriptomics and proteomics followed by knockdown of the most altered genes or pharmaceutical inhibition of the most relevant targets confirmed their functional significance in regulating key features of invasiveness. Combining cell-type resolved spatial proteomics and transcriptomics allowed us to elucidate the sequence of tumorigenesis from SBT to LGSC. The approach presented here is a blueprint to systematically elucidate mechanisms of tumorigenesis and find novel treatment strategies.
著者: Ernst Lengyel, L. Schweizer, R. Krishnan, A. Shimizu, A. Metousis, H. Kenny, R. Mendoza, T. M. Nordmann, S. Rauch, L. Kelliher, J. Heide, F. A. Rosenberger, A. Bilecz, S. N. Borrego, M. T. Strauss, M. Thielert, E. Rodriguez, J. B. Mueller-Reif, M. Chen, S. D. Yamada, A. Mund, R. Lastra, M. Mann
最終更新: 2023-11-13 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.13.23298409
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.13.23298409.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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