2022年4月13日，中國醫學科學院基礎醫學研究所劉德培團隊在Briefings in Bioinformatics上發表了題為“Comprehensive assessment of cellular senescence in the tumor microenvironment”的研究論文。該論文開發了一種系統地量化細胞衰老水平的計算學方法，并評價了細胞衰老在腫瘤微環境中的作用。
細胞衰老表現為細胞周期的不可逆停滯，在機體衰老和疾病發生中發揮關鍵作用。越來越多的證據表明腫瘤微環境中的細胞衰老與癌癥的進展和轉移存在關聯，但由于缺乏通用的細胞衰老特異性標志物，如何定義細胞衰老水平并解析其相關機制仍是衰老領域亟待解決的關鍵問題之一。
本研究團隊通過整合164組人源細胞系的細胞衰老的共同特征，定義了cellular senescence (CS) score作為衰老水平的度量，并基于此描繪了33種癌癥類型的細胞衰老景觀（圖1）。不同癌癥展示出細胞衰老水平的組織特異性，且腫瘤組織的細胞衰老水平普遍低于正常組織。進一步對約20,000名癌癥患者和212,000個單細胞的多組學數據分析表明，部分癌癥的基因組不穩定性與CS score負相關，而免疫激活程度呈現出與細胞衰老水平的正相關，特別是在前列腺癌癥中，細胞衰老水平更高的腫瘤傾向于擁有免疫激活的微環境。此外，本研究采用機器學習的算法，在前列腺癌癥中篩選并驗證和病人預后相關的關鍵衰老分子。對腫瘤中衰老水平的系統評估將有利于加深對衰老這一癌癥新特征的理解。
圖1：CS score的構建及其應用
本研究在泛癌分析中得到的相關結論以及分析結果都展示于網站TCSER（http://tcser.bmicc.org/）。TCSER作為交互式平臺，允許用戶上傳自測的轉錄表達譜去評估樣本的CS score，并在用戶上傳或公共的轉錄組數據中幫助識別機體不同組織中細胞衰老相關的免疫細胞和標志性基因。
該研究為深入地理解細胞衰老在不同癌癥類型中所發揮的環境依賴性的調節作用構建了一個全面的框架，也為細胞衰老在心血管疾病等重大疾病中的作用研究提供了范本。
中國醫學科學院基礎醫學研究所劉德培研究員和陳厚早研究員為共同通訊作者，博士研究生王小滿、馬立飛、裴小雅為該論文的并列第一作者。本研究工作得到科技部重點研發專項(2020YFC2008003和 2019YFA0801500)、中國醫學科學院醫學與健康科技創新工程（2021-I2M-1-016），國家自然科學基金（82030017）等多個項目的支持。
TCSER網站鏈接：http://tcser.bmicc.org/
論文鏈接：https://doi.org/10.1093/bib/bbac118
