《腸癌》腫瘤原來長這樣!哈佛科學家創建結腸直腸癌「3D 地圖」,可更瞭解腫瘤細部資訊

結腸直腸癌已蟬聯我國十大癌症發生人數之冠長達十多年,儘管目前已有大腸鏡等高度視覺化的篩檢方式,但要訂定治療決策,主要仍依賴於傳統的組織學檢驗。不過,傳統的組織學有其局限性 ─ 無法捕捉到癌症的分子構成或物理結構。

哈佛醫學院的研究團隊日前在《Cell》期刊發表的研究成果中,與透過多重成像技術「迴圈免疫螢光 (CyCIF)」所獲得的單細胞分子成像資料結合,創建了大面積的結腸直腸癌二維「地圖」,再將這些地圖拼接、堆疊成腫瘤的立體結構,形成一個「空間地圖」,也就是,在組織學特徵的基礎上疊加了大量的分子資訊,可提供關於癌症結構的新資訊,以及它如何形成、發展和與免疫系統互動。透過此研究發現,許多傳統上被認為是獨立的元素和結構,實際上是以意想不到的方式相互關聯的。

「空間地圖」的特色與獨特之處

研究人員創建的地圖包括來自腫瘤區域的近 1 億個細胞的資訊,並提供了一個空前的結腸直腸癌的外觀、以前從未觀察到的結構特徵,以及與這些特徵相關的分子變化,讓研究人員得以研究正常與腫瘤組織之間的差異,以及腫瘤內部的變化的關鍵問題。

研究也發現,在單一腫瘤「內」的差異,可能會與不同腫瘤「間」的差異一樣大。雖然是在一個腫瘤內,但可能會有不同的組織學和分子梯度,腫瘤的左側與右側,就可能有不同的特徵,免疫環境也可能有很大的不同

這些「空間地圖」還提供了對腫瘤結構的新的理解。例如,科學家們以前曾發現他們認為是黏液蛋白形成的黏液狀物質的 2D 「池子」,裡面漂浮著一簇簇的癌細胞。然而,在新研究中的 3D 結構顯示,這些「黏液池子」實際上是一系列由通道相互連接的洞穴,其中有指狀的癌細胞突起。

未來,研究人員希望進一步改善他們創建腫瘤 3D 地圖的能力,並繼續將新的成像技術納入他們的建構過程,並且希望建立一個更大的結腸直腸癌樣本群、用於繪製地圖,並探索這些地圖所帶來、關於該疾病的基本生物學新知識,進而達到最終目標 ─ 推動研究,改善診斷與治療!

大腸癌

台灣民眾隨著飲食西化加上習慣外食比例增高,導致飲食偏向多油、多紅肉及低纖維,再加上工作忙碌缺乏運動,國內大腸癌的發生率不僅逐年上升,且有年輕化的趨勢,平均每37.4分鐘就有一名罹患大腸癌之案例發生。大腸癌預防的不二法門就是定期篩檢,因為大腸癌是可以早期發現、早期治療,且治癒率很高的癌症;研究資料顯示,透過早期篩檢大腸癌在零期或是一期被發現,存活率可達80%以上。

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資料來源:Harvard、臺大醫院、台安醫院

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