本发明属于生物检测,具体涉及一种用于弥漫型腱鞘巨细胞瘤肿瘤细胞标志物及其应用。
背景技术:
1、腱鞘巨细胞瘤(tenosynovial giant cell tumor,tgct)是一种罕见的、间充质来源的良性肿瘤,好发于关节滑膜、滑膜囊及腱鞘,其发病机制尚未完全清楚。最初研究者通过观察腱鞘巨细胞瘤的细胞组成类型推断脂质代谢、创伤、炎症反应可能参与了其致病过程。随着生物分子技术如荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,fish)、免疫组化(immunohistochemy,ihc)、基因组测序等的应用,人们在tgct中发现了细胞基因组的改变,证实其肿瘤特点。目前普遍认为tgct是一种兼具肿瘤特征及慢性炎症特点的疾病。
2、根据不同的形态、生长速度和生物学行为,tgct可以分为弥散型tgct(diffusedtgct,d-tgct)和局限型tgct(localized tgct, l-tgct),在过去前者也被称为色素沉着绒毛结节性滑膜炎(pigmented villonodularsynovitis, pvns)。两种类型tgct肿瘤细胞的基因组改变均已以csf1的3’端的破坏、重排为特征,组织切片及流式细胞结果提示二者均由单核-巨噬细胞、成纤维细胞、淋巴细胞等构成。然而d-tgct表现为滑膜组织弥漫性增生增厚,且具有局部侵袭性,对关节软骨的破坏和骨质的侵蚀,甚至可以浸润性生长至关节外组织,经久不愈可导致受累关节活动受限;l-tgct则表现为界限清晰的结节,不发生局部侵袭。
3、现阶段二者首选的治疗方式均为手术切除,包括开放切除术和关节镜下切除术。但既往研究发现,d-tgct的术后复发率约为23%至72%,高于l-tgct(9%至14%)。d-tgct术后复发率更高的原因尚未完全清楚,有学者认为可能与病灶弥漫性生长进而导致术中残留有关。因此对于tgct术后复发患者,可再次行手术切除。而对于多次复发、手术难以完全切除的患者,可行术后低剂量放射治疗或者csf1r靶向治疗。然而van等人研究发现tgct肿瘤细胞之间并不存在csf1-csf1r的自分泌环。csf1r靶向治疗只能通过抑制巨噬细胞的增殖来缩小肿瘤体积,但肿瘤细胞并未受到抑制。此外,tgct复发以及复发后的治疗可能会严重损害患者的关节功能,从而影响生活质量,因此有效预测疾病复发并早期干预具有重要临床意义。
4、d-tgct因其生长速度、局部侵袭性和术后复发率均高于l-tgct,对患者的关节功能及生活质量影响更大,然而d-tgct发生局部侵袭的潜在机制尚不完全清楚。目前仍没有非手术治疗方式可有效抑制tgct肿瘤细胞的增殖,且缺乏与疾病相关的分子标志物。本研究基于以上临床问题,采用单细胞转录组测序对两种类型tgct的转录组异质性进行深度分析,着重比较二者细胞亚群的数量差异或功能差异,寻找与疾病发生或复发相关分子标志物,同时使用免疫组织化学染色、多色免疫组织化学染色等实验进行验证,为研究tgct的病理机制及诊治提供思路。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是针对背景中提到d-tgct因其生长速度、局部侵袭性和术后复发率均高于l-tgct,对患者的关节功能及生活质量影响更大,然而d-tgct发生局部侵袭的潜在机制尚不完全清楚,缺乏与疾病相关的分子标志物的问题,本发明通过鉴定发现d-tgct特异性肿瘤细胞mp3亚群,筛选出prkd1作为d-tgct特异性肿瘤细胞mp3的标志物,提供了一种识别弥散型腱鞘巨细胞瘤(d-tgct)肿瘤细胞的标志物,所述标志物为prkd1基因或蛋白。
2、另一方面,发现筛选出ror1作为tgct肿瘤细胞的标志物,以及mp3型肿瘤细胞通过col6a3-(itgav+itgb8)通路调控mmp3+成纤维细胞、apoe+成纤维细胞的分化发育机制,提出一些实施方案,所述标志物还包括ror1、kcnd2、spon1、pdzrn3、ebf2、chrm3、negr1、cxcl12、cxcr4、col6a3、itgb8、il1b、ccl20、mmp3或apoe中至少一种基因或蛋白的组合。
3、另一方面,作为一些实施方式,检测所述标志物的试剂在制备检测弥散型腱鞘巨细胞瘤或预测弥散型腱鞘巨细胞瘤复发产品中的应用。
4、作为一些具体实施方式,所述产品为体外诊断产品。
5、作为一些更具体的实施方式,所述产品包括试剂盒、试纸或基因芯片。
6、进一步的,所述试剂包含在基因水平和/或蛋白质水平上检测受试者样本中标志物表达量的试剂。
7、进一步的,所述试剂包含通过免疫组织化学法、原位分子杂交组化、western印迹法、northern印迹法、pcr、rt-pcr或生物芯片法检测技术检测受试者样本中标志物表达量的试剂;优选的,所述免疫组织化学法包括:免疫荧光分析、反向酶联免疫吸附或免疫胶体金法。
8、进一步的,所述样本来自受试者的血液、组织、细胞样品、尿液或粪便。
9、进一步的,所述受试者为哺乳动物,优选的,所述受试者包括鼠类、兔、猪、非人灵长类或人。
10、作为一种更具体的实施方式,本发明提供一种检测或预测弥散型腱鞘巨细胞瘤肿瘤细胞复发的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒含检测所述标志物的试剂。试剂盒具有实体形态,例如试剂盒可以是具有一个或多个空间的容器,该一个或多个空间用于容纳对照、标准品、检测试剂的材料或装置。用于进行本文所述方法的试剂、工具和/或说明书可以在试剂盒中提供。试剂盒还可以包括一种或更多种用于进行标志物表达分析的试剂,例如用于进行rt-pcr、qpcr、northern印迹、蛋白质组分析或免疫组织化学以确定患者样品中生物标志物的表达水平的试剂。
11、本发明还提供了所述的标志物的筛选方法,其特征在于,包括以下步骤:
12、s1:cnmf分析获得d-tgct肿瘤细胞亚群
13、使用cnmf分析将初发型tgct中的所有肿瘤细胞进行功能分群,获得多个模块,根据每个模块间前50个特征基因间的pearson相关系数,将所有模块聚为3个不同的元模块mp1、mp2、mp3,其中mp3只存在于d-tgct中,为影响d-tgct表型的关键肿瘤细胞亚群;
14、s2:d-tgct肿瘤细胞标志物筛选
15、依据以下标准筛选肿瘤细胞的标志物:①少于3%的非mp3型肿瘤细胞表达(pct.2<0.03);②多于30%的mp3型肿瘤细胞表达(pct.1>0.30);③在mp3型肿瘤细胞中的表达量与在非mp3型肿瘤细胞中的表达量,二者比值的以2为底的对数大于1.25(log2fc>1. 25),最终获得标志物。
16、作为另一些实施方式,所述标志物的表达量在构建检测d-tgct或预测d-tgct复发模型/系统/设备/计算机程序产品中的应用。
17、作为一种具体的实施方式,检测d-tgct或预测d-tgct复发方法为,获取受试者中标志物的表达量,标志物的表达量与d-tgct肿瘤发生或复发风险成正相关。
18、作为一种更具体的实施方式,测定受试者样品中标志物的表达量,当其表达量大于源自对照样品的阈值时,判断受试者具有d-tgct肿瘤发生或复发风险。
19、作为另一种更具体的实施方式,当在测试样品中标志物的表达量大于在来自相同受试者的早期样品中的表达量时,判断受试者具有d-tgct肿瘤发生或复发风险。
20、作为一些具体的实施方式,本发明提供了一种检测或预测d-tgct复发的模型,所述模型实现以下步骤:
21、s1:获取受试者样品中权利要求1或2所述标志物的表达量;
22、s2:对所述标志物的表达量进行数学关联以获得评分,根据评分判断受试者d-tgct肿瘤发生或复发风险。
23、作为一种实施方式,本发明提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序或指令,所述计算机程序/指令执行所述的模型或所述的方法。
24、作为一种实施方式,本发明提供了计算机设备,包括处理器和存储器,所述存储器上存储有可在处理器上运行的所述的计算机程序产品。
25、作为一种实施方式,本发明提供一种计算机可存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储所述的计算机程序或指令。
26、本发明达到的技术效果:
27、本次研究对d-tgct、l-tgct以及oa滑膜来源的细胞进行单细胞转录组分析,着重于两型tgct中的巨噬细胞亚群和成纤维细胞亚群的差异,并探讨引起差异的上游因素,鉴定了有诊断价值的tgct肿瘤细胞标志物ror1和d-tgct肿瘤细胞标志物prkd1,并证实标志物prkd1可以预测d-tgct复发。
28、本研究基于以上临床问题,采用单细胞转录组测序对两种类型tgct的转录组异质性进行深度分析,着重比较二者细胞亚群的数量差异或功能差异,寻找与复发相关分子标志物,同时使用免疫组织化学染色、多色免疫组织化学染色等实验进行验证,为研究tgct的病理机制及诊治提供思路。
1.识别弥散型腱鞘巨细胞瘤(d-tgct)肿瘤细胞的标志物,其特征在于,所述标志物为prkd1基因或蛋白。
2.如权利要求1所述的标志物,其特征在于,所述标志物还包括ror1、kcnd2、spon1、pdzrn3、ebf2、chrm3、negr1、cxcl12、cxcr4、col6a3、itgb8、il1b、ccl20、mmp3或apoe中至少一种基因或蛋白的组合。
3.检测权利要求1或2所述标志物的试剂在制备检测弥散型腱鞘巨细胞瘤或预测弥散型腱鞘巨细胞瘤复发产品中的应用。
4.如权利要求3所述的应用,其特征在于,所述产品为体外诊断产品;优选的,所述产品包括试剂盒、试纸或基因芯片。
5.如权利要求3所述的应用,其特征在于,所述试剂包含在基因水平和/或蛋白质水平上检测受试者样本中标志物表达量的试剂。
6.如权利要求3所述的应用,其特征在于,所述试剂包含通过免疫组织化学法、原位分子杂交组化、western印迹法、northern印迹法、pcr、rt-pcr或生物芯片法检测技术检测受试者样本中标志物表达量的试剂;
7.如权利要求5或6所述的应用,其特征在于,所述受试者为哺乳动物,优选的,所述受试者包括鼠类、兔、猪、非人灵长类或人。
8.一种检测或预测弥散型腱鞘巨细胞瘤肿瘤细胞复发的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒含检测权利要求1或2所述标志物的试剂。
9.如权利要求1所述的标志物的筛选方法,其特征在于,包括以下步骤:
10.权利要求1或2所述标志物的表达量在构建检测d-tgct或预测d-tgct复发模型/系统/设备/计算机程序产品中的应用。
11.如权利要求10所述的应用,其特征在于,检测d-tgct或预测d-tgct复发方法为,获取受试者样品中标志物的表达量,标志物的表达量与d-tgct肿瘤发生或复发风险成正相关。
12.如权利要求11所述的应用,其特征在于,测定受试者样品中标志物的表达量,当其表达量大于源自对照样品的阈值时,判断受试者具有d-tgct肿瘤发生或复发风险。
13.如权利要求12所述的应用,其特征在于,当在测试样品中标志物的表达量大于在来自相同受试者的早期样品中的表达量时,判断受试者具有d-tgct肿瘤发生或复发风险。
14.一种检测或预测d-tgct复发的模型,其特征在于,所述模型实现以下步骤:
15.一种计算机程序产品,包括计算机程序或指令,其特征在于,所述计算机程序/指令执行权利要求14所述的模型或权利要求9所述的方法。
16.计算机设备,包括处理器和存储器,其特征在于,所述存储器上存储有可在处理器上运行的权利要求15所述的计算机程序产品。
17.计算机可存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储权利要求15所述的计算机程序或指令。
