2022年4月13日，中国医学科学院基础医学研究所刘德培团队在Briefings in Bioinformatics上发表了题为“Comprehensive assessment of cellular senescence in the tumor microenvironment”的研究论文。该论文开发了一种系统地量化细胞衰老水平的计算学方法，并评价了细胞衰老在肿瘤微环境中的作用。
细胞衰老表现为细胞周期的不可逆停滞，在机体衰老和疾病发生中发挥关键作用。越来越多的证据表明肿瘤微环境中的细胞衰老与癌症的进展和转移存在关联，但由于缺乏通用的细胞衰老特异性标志物，如何定义细胞衰老水平并解析其相关机制仍是衰老领域亟待解决的关键问题之一。
本研究团队通过整合164组人源细胞系的细胞衰老的共同特征，定义了cellular senescence (CS) score作为衰老水平的度量，并基于此描绘了33种癌症类型的细胞衰老景观（图1）。不同癌症展示出细胞衰老水平的组织特异性，且肿瘤组织的细胞衰老水平普遍低于正常组织。进一步对约20,000名癌症患者和212,000个单细胞的多组学数据分析表明，部分癌症的基因组不稳定性与CS score负相关，而免疫激活程度呈现出与细胞衰老水平的正相关，特别是在前列腺癌症中，细胞衰老水平更高的肿瘤倾向于拥有免疫激活的微环境。此外，本研究采用机器学习的算法，在前列腺癌症中筛选并验证和病人预后相关的关键衰老分子。对肿瘤中衰老水平的系统评估将有利于加深对衰老这一癌症新特征的理解。
图1：CS score的构建及其应用
本研究在泛癌分析中得到的相关结论以及分析结果都展示于网站TCSER（http://tcser.bmicc.org/）。TCSER作为交互式平台，允许用户上传自测的转录表达谱去评估样本的CS score，并在用户上传或公共的转录组数据中帮助识别机体不同组织中细胞衰老相关的免疫细胞和标志性基因。
该研究为深入地理解细胞衰老在不同癌症类型中所发挥的环境依赖性的调节作用构建了一个全面的框架，也为细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。
中国医学科学院基础医学研究所刘德培研究员和陈厚早研究员为共同通讯作者，博士研究生王小满、马立飞、裴小雅为该论文的并列第一作者。本研究工作得到科技部重点研发专项(2020YFC2008003和 2019YFA0801500)、中国医学科学院医学与健康科技创新工程（2021-I2M-1-016），国家自然科学基金（82030017）等多个项目的支持。
TCSER网站链接：http://tcser.bmicc.org/
论文链接：https://doi.org/10.1093/bib/bbac118
