بزرگترین نقشه بافت پستان در جهان، درک بی سابقه ای از بیولوژی پستان ارائه می دهد

یک مطالعه جدید به رهبری محققان دانشگاه تگزاس MD Anderson Cancer، دانشگاه کالیفرنیا، ارواین و کالج پزشکی بیلور، بزرگترین و جامع ترین نقشه جهان از بافت نرمال پستان را ایجاد کرده است که درک بی سابقه ای از زیست شناسی پستان ارائه می دهد که ممکن است به شناسایی کمک کند. اهداف درمانی برای بیماری هایی مانند سرطان سینه.

اطلس سلول پستان انسان که امروز در طبیعت، از روش‌های ژنومی تک سلولی و فضایی برای پروفایل بیش از 714000 سلول از 126 زن استفاده کرد. اطلس پستان 12 نوع سلول اصلی و 58 حالت سلولی بیولوژیکی را برجسته می کند و تفاوت ها را بر اساس قومیت، سن و وضعیت یائسگی زنان سالم شناسایی می کند.

ما از دیدن تکمیل این پروژه عظیم هفت ساله هیجان زده هستیم. ما توانستیم از فن‌آوری‌های زیادی استفاده کنیم تا به روشی کاملاً دانه‌دار، انواع مختلف سلول‌ها و حالت‌های سلولی را در هر یک از نواحی اصلی پستان تعریف کنیم. ما انتظار داریم که این ابزار برای کسانی که سرطان سینه و سایر بیماری‌ها مانند ورم پستان و همچنین رشد سینه و نارسایی شیردهی را مطالعه می‌کنند بسیار مفید باشد.

نیکلاس نوین، دکترا، نویسنده ارشد مسئول، رئیس زیست شناسی سیستم ها در MD Anderson

این تلاش تیمی-علمی توسط نوین رهبری شد. Kai Kessenbrock، Ph.D.، و Devon Lawson، Ph.D.، از UC Irvine. و بورا لیم، MD، و آلستر تامپسون، MD، از کالج پزشکی بیلور. این پروژه بخشی از کنسرسیوم جهانی Human Cell Atlas است که توسط Chan Zuckerberg Initiative (CZI) پشتیبانی می‌شود، که از فناوری‌های اخیر برای تولید نقشه‌های مرجع سلولی برای هر سیستم عضوی در بدن انسان استفاده می‌کند.

بدن انسان تقریباً دارای 200 نوع سلول مختلف است که 12 نوع آن در بافت طبیعی سینه یافت می شود. مطالعات قبلی روی بافت پستان عمدتاً بر روی سلول‌های اپیتلیال متمرکز شده‌اند، با توجه به اینکه این سلول‌ها باعث ایجاد سرطان می‌شوند، اما انواع سلول‌های غیراپیتلیال با استفاده از رویکردهای ژنومی به طور عمیق مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند.

ابزارهای مدرن، مانند توالی‌یابی تک سلولی و نقشه‌برداری فضایی، به محققان این امکان را می‌دهد تا طبقه‌بندی بسیار دقیقی از ۱۲ دسته سلولی اصلی، از جمله سه نوع سلول اپیتلیال، سلول‌های لنفاوی، سلول‌های عروقی، سلول‌های T، سلول‌های B، سلول‌های میلوئیدی انجام دهند. ، سلول های چربی، ماست سل ها، فیبروبلاست ها و سلول های اطراف عروقی.

برای این مطالعه، محققان 220 نمونه بافت سینه را از 132 زن که تحت عمل جراحی کوچک کردن سینه یا ماستکتومی قرار گرفته بودند، جمع آوری و بررسی کردند. از این زنان، 46 درصد قفقازی، 41 درصد آمریکایی آفریقایی تبار، 7 درصد اسپانیایی تبار و 6 درصد از قومیت ناشناخته بودند. نمونه ها از چهار موسسه، از جمله MD Anderson، UC Irvine، کالج پزشکی Baylor و بیمارستان سنت لوک جمع آوری شد.

این مجموعه داده گسترده از انواع سلول‌های طبیعی پستان و حالت‌های متنوع آن‌ها در زنان، فاکتورهای فردی از جمله قومیت، سن، BMI، چاقی، وضعیت یائسگی، بارداری و تعداد تولدها را نیز در نظر می‌گیرد و اطلاعات زیادی را ارائه می‌کند که به عنوان یک منبع قدرتمند عمل می‌کند. منبعی برای جامعه پژوهشی

نقشه برداری فضایی چهار منطقه سلولی اصلی، جمعیت سلول های ایمنی غیرمنتظره را برجسته می کند

تکنیک‌های نقشه‌برداری فضایی، که نقشه‌ای از سلول‌ها را در محیط بافت ایجاد می‌کند، به محققان این امکان را می‌دهد تا به RNA و ترکیب پروتئین نمونه‌ها نگاه کنند تا بفهمند انواع مختلف سلول چگونه و کجا هستند.

این تکنیک‌ها ترکیب انواع سلول‌های شناخته شده و حالت‌های سلولی جدید را در چهار ناحیه اصلی که در حال حاضر در پستان شناخته شده‌اند، از جمله نواحی تولیدکننده شیر لوبولار، نواحی مجاری که شیر را حمل می‌کنند، بافت همبند متشکل از فیبروبلاست‌ها و نواحی چربی که عمدتا از سینه تشکیل شده‌اند، حل کرد. بافت چربی

محققان از اینکه متوجه شدند 16.7 درصد از تمام سلول‌های موجود در بافت طبیعی پستان از سلول‌های ایمنی تشکیل شده‌اند، متعجب شدند، از جمله سه نوع اصلی: سلول‌های میلوئید، سلول‌های T کشنده طبیعی (NK) و سلول‌های B. دانشمندان قبلاً فکر می کردند که سلول های ایمنی کمی در بافت طبیعی یافت می شود.

علاوه بر این، این سلول‌های ایمنی عمدتاً در اطراف مجاری و لوبول‌ها در سه ناحیه از چهار ناحیه اصلی بافت قرار داشتند. ناوین توضیح داد که درک تفاوت‌های ظریف این سلول‌های ایمنی مختلف می‌تواند به توسعه ایمنی‌درمانی‌های مؤثرتر برای برخی از انواع فرعی سرطان سینه و در تعریف نقش آنها در پیشرفت سرطان سینه کمک کند.

محققان همچنین مقادیر غیرمنتظره بالایی (7.4٪) از سلول های اطراف عروقی، از جمله پری سیت ها، که جریان خون را از مویرگ ها به بافت ها تنظیم می کنند، و سلول های ماهیچه صاف عروق، که انقباضات شریان ها را تنظیم می کنند، پیدا کردند.

سن، یائسگی و قومیت در انواع مختلف سلولی و حالت های سلولی نقش دارند

این مطالعه تفاوت های قابل توجهی را در ترکیب بافت پستان و وضعیت سلولی نشان داد که به قومیت، سن و وضعیت یائسگی بستگی داشت.

به عنوان مثال، زنان آفریقایی-آمریکایی به طور نامتناسبی تحت تأثیر زیرگروه های تهاجمی سرطان پستان، مانند سرطان سینه سه گانه منفی و سرطان سینه التهابی قرار دارند، اما اطلاعات کمی در مورد علل زمینه ای این نابرابری وجود دارد. تفاوت‌هایی که در حالت‌های سلولی پایه در بافت پستان زنان آفریقایی آمریکایی و زنان قفقازی مشاهده می‌شود، می‌تواند با تحقیقات بیشتر، نشانگرهای بالقوه را برای پیش‌بینی خطر سرطان برجسته کند.

علاوه بر این، تفاوت‌های قابل‌توجهی در بافت‌های سینه زنان بالای 50 سال در مقایسه با زنان جوان‌تر و همچنین تفاوت‌هایی در حالت‌های سلولی وابسته به وضعیت یائسگی وجود داشت. چاقی، شاخص توده بدن، وضعیت بارداری و تراکم پستان نیز تفاوت های کوچکتری را در تغییرات انواع سلول ها و حالت های سلولی نشان دادند.

نویسندگان اشاره می کنند که برای درک بیشتر نقش عملکردی بسیاری از این حالات سلولی و تمرکز بر سایر عواملی که ممکن است دانش زیست شناسی و بیماری پستان انسان را به طور قابل توجهی ارتقا دهند، به مطالعات بیشتری نیاز است.

پروژه اطلس سلول پستان انسان در حال انجام است و به طور فعال شرکت کنندگان را برای ایجاد و بهبود مجموعه داده ها جذب می کند، اما داده ها اکنون به صورت رایگان برای دسترسی محققان در دسترس است.

این کار توسط ابتکار چان زاکربرگ، مؤسسه ملی سرطان (RO1CA240526، RO1CA236864، 1R01CA234496، F30CA243419)، مؤسسه تحقیقاتی و پیشگیری از سرطان تگزاس (CPRIT) Single Cell Genomics Center (RP180) پشتیبانی شده است. B. Hite Fund for Cancer Research Fellowship، و موسسه کالیفرنیا برای بازیابی پزشکی (CIRM) کمک هزینه آموزشی.