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RNA sequencing of glioblastoma tissue slice cultures reveals the effects of treatment at the transcriptional level
FEBS Open Bio ( IF 2.8 ) Pub Date : 2021-12-19 , DOI: 10.1002/2211-5463.13353 Susann Haehnel 1 , Michael Rade 2 , Nicole Kaiser 1 , Kristin Reiche 2 , Andreas Horn 1 , Dennis Loeffler 2 , Conny Blumert 2 , Felicitas Rapp 3 , Friedemann Horn 2, 4 , Juergen Meixensberger 5 , Christof Renner 6 , Wolf Mueller 7 , Frank Gaunitz 5 , Ingo Bechmann 1 , Karsten Winter 1
FEBS Open Bio ( IF 2.8 ) Pub Date : 2021-12-19 , DOI: 10.1002/2211-5463.13353 Susann Haehnel 1 , Michael Rade 2 , Nicole Kaiser 1 , Kristin Reiche 2 , Andreas Horn 1 , Dennis Loeffler 2 , Conny Blumert 2 , Felicitas Rapp 3 , Friedemann Horn 2, 4 , Juergen Meixensberger 5 , Christof Renner 6 , Wolf Mueller 7 , Frank Gaunitz 5 , Ingo Bechmann 1 , Karsten Winter 1
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One of the major challenges in cancer research is finding models that closely resemble tumors within patients. Human tissue slice cultures are a promising approach to provide a model of the patient's tumor biology ex vivo. Recently, it was shown that these slices can be successfully analyzed by whole transcriptome sequencing as well as automated histochemistry, increasing their usability as preclinical model. Glioblastoma multiforme (GBM) is a highly malignant brain tumor with poor prognosis and little is known about its genetic background and heterogeneity regarding therapy success. In this study, tissue from the tumors of 25 patients with primary GBM was processed into slice cultures and treated with standard therapy (irradiation and temozolomide). Total RNA sequencing and automated histochemistry were performed to enable analysis of treatment effects at a transcriptional and histological level. Slice cultures from long-term survivors (overall survival [OS] > 24 months) exhibited more apoptosis than cultures from patients with shorter OS. Proliferation within these slices was slightly increased in contrast to other groups, but not significantly. Among all samples, 58 protein-coding genes were upregulated and 32 downregulated in treated vs. untreated slice cultures. In general, an upregulation of DNA damage-related and cell cycle checkpoint genes as well as enrichment of genotoxicity pathways and p53-dependent signaling was found after treatment. Overall, the current study reproduces knowledge from former studies regarding the feasibility of transcriptomic analyses and automated histology in tissue slice cultures. We further demonstrate that the experimental data merge with the clinical follow-up of the patients, which improves the applicability of our model system.
中文翻译：
胶质母细胞瘤组织切片培养物的 RNA 测序揭示了转录水平的治疗效果
癌症研究的主要挑战之一是寻找与患者体内的肿瘤非常相似的模型。人体组织切片培养是提供患者离体肿瘤生物学模型的有前景的方法. 最近，研究表明，这些切片可以通过全转录组测序和自动组织化学成功分析，增加了它们作为临床前模型的可用性。多形性胶质母细胞瘤（GBM）是一种高度恶性的脑肿瘤，预后不良，对其遗传背景和治疗成功的异质性知之甚少。在这项研究中，来自 25 名原发性 GBM 患者的肿瘤组织被加工成切片培养物，并用标准疗法（放疗和替莫唑胺）进行治疗。进行总 RNA 测序和自动组织化学以在转录和组织学水平上分析治疗效果。来自长期幸存者（总生存期 [OS] > 24 个月）的切片培养物比来自具有较短 OS 的患者的培养物表现出更多的细胞凋亡。与其他组相比，这些切片内的增殖略有增加，但不显着。在所有样本中，58 个蛋白质编码基因上调，32 个在处理与未处理的切片培养物中下调。一般而言，治疗后发现 DNA 损伤相关基因和细胞周期检查点基因上调，以及基因毒性途径和 p53 依赖性信号通路的富集。总体而言，目前的研究再现了先前研究中关于组织切片培养中转录组分析和自动组织学可行性的知识。我们进一步证明了实验数据与患者的临床随访相结合，提高了我们模型系统的适用性。在处理与未处理的切片培养物中，58 个蛋白质编码基因被上调，32 个被下调。一般而言，治疗后发现 DNA 损伤相关基因和细胞周期检查点基因上调，以及基因毒性途径和 p53 依赖性信号通路的富集。总体而言，目前的研究再现了先前研究中关于组织切片培养中转录组分析和自动组织学可行性的知识。我们进一步证明了实验数据与患者的临床随访相结合，提高了我们模型系统的适用性。在处理与未处理的切片培养物中，58 个蛋白质编码基因被上调，32 个被下调。一般而言，治疗后发现 DNA 损伤相关基因和细胞周期检查点基因上调，以及基因毒性途径和 p53 依赖性信号通路的富集。总体而言，目前的研究再现了先前研究中关于组织切片培养中转录组分析和自动组织学可行性的知识。我们进一步证明了实验数据与患者的临床随访相结合，提高了我们模型系统的适用性。治疗后发现 DNA 损伤相关和细胞周期检查点基因的上调以及基因毒性途径和 p53 依赖性信号传导的富集。总体而言，目前的研究再现了先前研究中关于组织切片培养中转录组分析和自动组织学可行性的知识。我们进一步证明了实验数据与患者的临床随访相结合，提高了我们模型系统的适用性。治疗后发现 DNA 损伤相关和细胞周期检查点基因的上调以及基因毒性途径和 p53 依赖性信号传导的富集。总体而言，目前的研究再现了先前研究中关于组织切片培养中转录组分析和自动组织学可行性的知识。我们进一步证明了实验数据与患者的临床随访相结合，提高了我们模型系统的适用性。
更新日期：2022-02-10
中文翻译：
胶质母细胞瘤组织切片培养物的 RNA 测序揭示了转录水平的治疗效果
癌症研究的主要挑战之一是寻找与患者体内的肿瘤非常相似的模型。人体组织切片培养是提供患者离体肿瘤生物学模型的有前景的方法. 最近，研究表明，这些切片可以通过全转录组测序和自动组织化学成功分析，增加了它们作为临床前模型的可用性。多形性胶质母细胞瘤（GBM）是一种高度恶性的脑肿瘤，预后不良，对其遗传背景和治疗成功的异质性知之甚少。在这项研究中，来自 25 名原发性 GBM 患者的肿瘤组织被加工成切片培养物，并用标准疗法（放疗和替莫唑胺）进行治疗。进行总 RNA 测序和自动组织化学以在转录和组织学水平上分析治疗效果。来自长期幸存者（总生存期 [OS] > 24 个月）的切片培养物比来自具有较短 OS 的患者的培养物表现出更多的细胞凋亡。与其他组相比，这些切片内的增殖略有增加，但不显着。在所有样本中，58 个蛋白质编码基因上调，32 个在处理与未处理的切片培养物中下调。一般而言，治疗后发现 DNA 损伤相关基因和细胞周期检查点基因上调，以及基因毒性途径和 p53 依赖性信号通路的富集。总体而言，目前的研究再现了先前研究中关于组织切片培养中转录组分析和自动组织学可行性的知识。我们进一步证明了实验数据与患者的临床随访相结合，提高了我们模型系统的适用性。在处理与未处理的切片培养物中，58 个蛋白质编码基因被上调，32 个被下调。一般而言，治疗后发现 DNA 损伤相关基因和细胞周期检查点基因上调，以及基因毒性途径和 p53 依赖性信号通路的富集。总体而言，目前的研究再现了先前研究中关于组织切片培养中转录组分析和自动组织学可行性的知识。我们进一步证明了实验数据与患者的临床随访相结合，提高了我们模型系统的适用性。在处理与未处理的切片培养物中，58 个蛋白质编码基因被上调，32 个被下调。一般而言，治疗后发现 DNA 损伤相关基因和细胞周期检查点基因上调，以及基因毒性途径和 p53 依赖性信号通路的富集。总体而言，目前的研究再现了先前研究中关于组织切片培养中转录组分析和自动组织学可行性的知识。我们进一步证明了实验数据与患者的临床随访相结合，提高了我们模型系统的适用性。治疗后发现 DNA 损伤相关和细胞周期检查点基因的上调以及基因毒性途径和 p53 依赖性信号传导的富集。总体而言，目前的研究再现了先前研究中关于组织切片培养中转录组分析和自动组织学可行性的知识。我们进一步证明了实验数据与患者的临床随访相结合，提高了我们模型系统的适用性。治疗后发现 DNA 损伤相关和细胞周期检查点基因的上调以及基因毒性途径和 p53 依赖性信号传导的富集。总体而言，目前的研究再现了先前研究中关于组织切片培养中转录组分析和自动组织学可行性的知识。我们进一步证明了实验数据与患者的临床随访相结合，提高了我们模型系统的适用性。
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