肠道上皮干细胞中有一种复活肠道干细胞(revCSC)，负责再组织损伤后填补失去的成体干细胞。这种干细胞似也参与结直肠癌的发生，存在于部分患者中，还与耐药有关。英国伦敦大学和耶鲁大学研究者发表研究，对revCSC进行了探讨。研究者设计了一种全新的基于树结构的治疗效果分析方法Trellis，对超过2500万个单细胞进行了分析，意外发现肿瘤相关成纤维细胞(CAF)可将肠道干细胞极化为revCSC。由于revCSC细胞周期较为缓慢，可保护肿瘤细胞免遭化疗杀伤。第二项研究中，研究者对revCSC极化过程中的分子水平改变进行了探讨。(Cell. 2023,186: 5606-5619; Cell. 2023, 186:5554-5568.)

研究者选用患者来源的类器官(PDO)来模拟个性化治疗反应，因当前的筛选方法很难完整揭示过程中的药物反应机制和其中肿瘤微环境的影响，研究者开发了一个全新的筛选系统。首先是一个由十个PDO组成的高通量3D类器官共培养系统，包括PDO的单独培养和与CAF的共培养，测试药物包括临床常见的5-氟尿嘧啶(5-FU)、SN-38(伊立替康活性代谢物)、奥沙利铂、西妥昔单抗，以及实验性药物PORCN抑制剂LGK974、ATR抑制剂Berzosertib等。药物反应完成后，每个培养物被固定并解离成单个细胞，使用质谱流式细胞术分析。

总计2520个3D培养物中，研究者分析得到了3360个细胞类型特异性单细胞转录后翻译修饰信号转导数据集，包括超过1000万个PDO细胞和超过1500万个CAF细胞。研究者以随机决策树为基础，开发了Trellis来自动评估细胞群，从而完成同组细胞中数千个样本的内部对比。

Trellis分析可将药物对PDO的治疗效果可视化。与研究者的预料不同，PDO治疗效果并不取决于药物类型，而是由患者特异性决定。比如，对5-FU、SN-38、奥沙利铂这三种化疗药物，PDO反应可分为四组：PDO21和75，广泛化疗敏感、高细胞凋亡;PDO23和27，广泛化疗敏感、细胞凋亡和强DNA损伤反应;PDO99和109，仅对特定化疗药物敏感;PDO05/11/141/216，化疗耐药、低细胞凋亡、低DNA损伤反应。治疗反应与PDO的微卫星稳定状态、临床分期、解剖位置或KRAS/APC基因型无关。研究者发现，CAF可以保护一些PDO使其对化疗耐药。

研究者再次对PDO和其与CAF的共培养物进行了平行Trellis分析，发现CAF能以患者和药物特异性的方式提供不同程度的化疗耐药分型。化疗敏感的PDO21/75能在CAF作用下完全免受SN-38、5-FU和奥沙利铂诱导的细胞凋亡。研究者发现，PDO21/75在单独培养时增殖水平非常高，但在与CAF共培养后，细胞周期活性降低。PDO的MAPK和PI3K信号下降，TGF-β、JNK和NK-κB信号上调，减缓进入细胞周期S期。

第二项研究中，研究者对这一极化过程的分子改变进行了分析。proCSC具有高PI3K和MAPK信号通量，而revCSC具有低PI3K活性，并且依赖于CAF来源的TGF-β驱动的YAP信号转导。CAF提供的化疗保护罩，正是通过推动proCSC到revCSC的转变实现的。

研究者在PDO和CAF的共培养物中加入了YAP-TEAD复合物抑制剂维替泊芬，成功将revCSC重新极化回proCSC，使其对化疗诱导的细胞凋亡再次敏感。这或可带来新的治疗思路。

(编译 张佳音)