がん：in vivo単一細胞CRISPRによって腫瘍進化における異なるTNFプログラムが明らかになる
Nature 632, 8024 doi: 10.1038/s41586-024-07663-y
腫瘍進化モデルでは、悪性形質転換よりも前に、がん遺伝子にランダムに分布するドライバー変異が生じ、こうした変異が、表現型は正常な組織においてクローン増殖を引き起こすと仮定している。クローン増殖は組織全体をリモデリングし得るが、少数のクローンのみが悪性腫瘍に形質転換する機構は分かっていない。今回我々は、in vivo単一細胞CRISPR戦略を開発し、最も頻繁に変異が見られる150の扁平上皮がん遺伝子について、組織規模のクローン動態を系統的に調べた。我々は、超音波ガイドによるin uteroレンチウイルスマイクロインジェクション、単一細胞RNA塩基配列解読、単一ガイドRNA捕捉法を組み合わせて、クローン増殖を長期的に監視し、その根底にある遺伝子プログラムを単一細胞トランスクリプトーム分解能で記録した。その結果、TNF受容体1に依存しマクロファージが関与する、腫瘍壊死因子（TNF）シグナル伝達モジュールが明らかになった。このモジュールは、上皮組織におけるクローン増殖の一般化可能なドライバーとして機能する。逆に、腫瘍形成中は、このTNFシグナル伝達モジュールは下方調節されていた。その代わりに我々は、上皮間葉転換に関連するオートクリンTNF遺伝子プログラムに切り替わる、浸潤性がん細胞の亜集団を特定した。さらに我々は、このオートクリンTNF遺伝子プログラムは浸潤特性の仲介に十分であるというin vivoでの証拠を示し、このTNFシグネチャーが扁平上皮がん患者の全生存期間の短縮と相関することを明らかにした。総合的に我々の研究は、in vivo単一細胞CRISPRスクリーニングを哺乳類組織に応用することの有用性を実証し、腫瘍進化における異なるTNFプログラムを明らかにし、上皮でのクローン増殖と腫瘍形成の間の関係を理解する重要性を示している。
