表征腫瘤微環(huán)境（TME）中的代謝重編程在癌癥研究和治療中具有重要意義。近日，《Nature Communications》發(fā)表了一個計算框架——METAFlux，可以從bulk或單細胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中推斷代謝通量。
METAFlux可以根據(jù)bulk RNA-seq和scRNA-seq數(shù)據(jù)預(yù)測癌癥代謝通量，以解決這些分析空白。METAFlux能夠以nutrient-aware的方式使用癌癥基因表達數(shù)據(jù)來表征整個代謝回路并輸出non-degenerative通量。對于scRNA-seq 數(shù)據(jù)，METAFlux還檢查TME中細胞類型之間的代謝異質(zhì)性和相互作用。
開發(fā)團隊利用細胞系、癌癥基因組圖譜(TCGA)和從不同癌癥和免疫治療環(huán)境(包括CAR-NK細胞治療)獲得的scRNA-seq數(shù)據(jù)進行的大規(guī)模實驗，驗證了METAFlux表征細胞類型之間代謝異質(zhì)性和代謝相互作用的能力。
使用在NCI-60細胞系上生成的匹配通量數(shù)據(jù)來評估METAFlux預(yù)測的準(zhǔn)確性，發(fā)現(xiàn)與現(xiàn)有方法相比有了實質(zhì)性的改進：METAFlux在從細胞系RNA-seq數(shù)據(jù)預(yù)測代謝通量方面優(yōu)于ecGEMs。
METAFlux揭示了TCGA中癌癥的代謝亞型。METAFlux在從大規(guī)模轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析的癌癥患者隊列中發(fā)現(xiàn)腫瘤亞型方面有獨特效用。
此外，開發(fā)團隊對TCGA泛癌數(shù)據(jù)進行了額外分析，并證明了METAFlux準(zhǔn)確捕捉缺氧相關(guān)代謝適應(yīng)的能力。
METAFlux在肺癌的大量分類數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了不同的代謝類型：METAFlux可發(fā)現(xiàn)各種TME細胞區(qū)室之間代謝串?dāng)_的能力，為系統(tǒng)醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供信息。
METAFlux揭示了單細胞肺癌數(shù)據(jù)的代謝異質(zhì)性：METAFlux分析揭示了LUAD患者隊列中各種細胞類型之間的代謝異質(zhì)性，以及可在功能研究中進一步檢查的指定代謝基因或反應(yīng)。
METAFlux表征腫瘤和CAR-NK細胞之間的代謝競爭：TME中的代謝競爭可能導(dǎo)致腫瘤耐藥性和復(fù)發(fā)，METAFlux提供了無法通過實驗手段輕易測量的特定代謝產(chǎn)物和細胞類型的機制見解。
綜上METAFlux可以從bulk和單細胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中實現(xiàn)代謝通量的準(zhǔn)確、廣譜表征。其源代碼可在如下鏈接獲取：
?? https://github.com/KChen-lab/METAFlux
?? https://zenodo.org/badge/latestdoi/515741372
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參考文獻
Huang, Y., Mohanty, V., Dede, M. et al. Characterizing cancer metabolism from bulk and single-cell RNA-seq data using METAFlux. Nat Commun 14, 4883 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-40457-w
