2023年5月10日，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所賀玖明與齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）孫成龍、北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院季加孚/步召德、上海市生物醫(yī)藥技術(shù)研究院戴文韜等合作，在Nature Communications（《自然?通訊》）雜志上在線發(fā)表了題為“Spatially resolved multi-omics highlights cell-specific metabolic remodeling and interactions in gastric cancer”（空間分辨多組學(xué)揭示胃癌相關(guān)細(xì)胞特異的代謝重編程與相互作用）的研究論文，在空間分辨多組學(xué)新技術(shù)研發(fā)及腫瘤代謝交互作用研究方面取得重要進(jìn)展。
近年來(lái)，組學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了人們對(duì)腫瘤的認(rèn)識(shí)和臨床精準(zhǔn)診治。然而，基于組織勻漿或單細(xì)胞解離的組學(xué)分析技術(shù)會(huì)破壞組織中細(xì)胞和分子所處的空間位置，無(wú)法獲得高異質(zhì)性腫瘤組織（微環(huán)境）中的分子和細(xì)胞的分布及相互作用信息。在前期自主研發(fā)的空間代謝組學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步整合空間脂質(zhì)組學(xué)和空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)，在同一腫瘤組織樣本的相鄰切片上，實(shí)現(xiàn)了腫瘤組織微區(qū)中代謝組、脂質(zhì)組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的原位精準(zhǔn)聯(lián)合分析；并鑒別細(xì)胞種類，構(gòu)建代謝物/脂質(zhì)和上游調(diào)控基因的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了腫瘤組織微環(huán)境中腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞等代謝調(diào)控及交互作用的原位表征，為腫瘤代謝的深入研究提供了創(chuàng)新的有效方法、工具和新視角。
進(jìn)一步對(duì)臨床術(shù)后胃腺癌組織進(jìn)行了空間多組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)胃癌腫瘤細(xì)胞中精氨酸和脯氨酸代謝、磷脂合成及代謝、脂肪酸生物合成等通路在代謝和轉(zhuǎn)錄水平上均發(fā)生了顯著的異常改變；發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的氧化磷酸化代謝水平發(fā)生逐漸上調(diào)，下游代謝物如磷酸化葡萄糖、蘋果酸、琥珀酸、組胺、硫苷酯等分子隨著胃癌的進(jìn)展發(fā)生持續(xù)變化；尤其發(fā)現(xiàn)了一個(gè)富含免疫細(xì)胞的狹長(zhǎng)“腫瘤邊界區(qū)域”，該區(qū)域中免疫細(xì)胞發(fā)生了代謝重編程，相比正常組織中的免疫細(xì)胞，其谷氨酰胺代謝、多不飽和脂肪酸表達(dá)都顯著上調(diào)，提示腫瘤免疫屏障（逃逸）可能與谷氨酰胺代謝和多不飽和脂肪酸代謝密切相關(guān)。這些各類細(xì)胞特異的代謝重編程在胃癌的發(fā)生發(fā)展和免疫逃逸等過(guò)程中發(fā)揮重要作用，有望成為腫瘤精準(zhǔn)治療的潛在靶點(diǎn)。
齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）孫成龍研究員、北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院王安強(qiáng)副教授、藥物所碩士生周晏合為本文共同第一作者。藥物所賀玖明研究員、北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院季加孚教授、步召德教授和上海市生物醫(yī)藥技術(shù)研究院戴文韜副研究員為本文的共同通訊作者。本研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程（2022-I2M-2-001）、山東省泰山學(xué)者計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38360-5
