放射组学：从基因组到解剖学多尺度关联研究.pdfVIP

（）组学：从组到解剖学，然

后再返回。

RJGillies，(Robert.Gillies@moffitt.org)影像和代谢系主

任HLeeMoffitt和；佛罗里达州坦帕33602

目标受众：–临床科医生和影像信息学家目标：–

1.了解生理组和功能成像之间的关系2.描述和区分不可知论、语义

和栖息地特征。

背景

虽然人们普遍认为“是一种遗传性疾病”，

但远比这复杂得多。是复杂的、不断发展的、

多尺度的生态系统，其特点是深刻的空间和时间异质

性。了解需要详细了解复杂的动力系统。相互作用

是非线性的，因为一个变量的微小变化可能会对另一个

变量产生很大的变化。成像是这项研究的，因为它

可以非破坏性地纵向表征表型和环境在进化过程中

的空间和行为变化。改变的“组”的影响通过所表

达的的补充（“转录组”）来体现。转换自

到转录本是非线性过程，可能受到遗传和表观遗传以及与周围微环境相互作用的影响。同样，从

到转录本是非线性过程，可能受到遗传和表观遗传以及与周围微环境相互作用的影响。同样，从

转录组到“蛋白质组”、“代谢组”和“生理组”的转换也受到与微环境相互作用的强烈影响。表达、

代谢和生理学的产物进一步使其变得复杂，进而从细胞输出到微环境，为细胞间通讯管道。微环境包含

细胞、蛋白质和小分子，所有这些都会影响的生长和对治疗的反应。在人类中，微环境是本身

不可分割的一部分，而在动物模型中，微环境通常与分离。

这些不同层次的组织可以通过非侵入性分子、功能或解剖成像进行研究。所有三种类型的成像都是

相互关联的，其划分有些随意，但它们各自具有独特的特征。分子成像主要用于测量体内特定大分子或

代谢途径的水平或活性。功能成像致力于测量特定的功能，例如灌注和细胞密度。在组织的最

次上，解剖成像可以非常定量，并且可以识别微环境条件、表达和代谢表型中潜在的异质性。

细胞内和细胞外过程之间的这些复杂的相互作用导致内异质性，即表达和细胞表型是高度

可变的，即使在同一病变内也是如此。这种细胞异质性的是巨大且具有性的。例如，表型异质

性是进化速率的最重要因素。一个新兴概念，异质性最高的更容易适应化疗等干扰，因此预后

。由于选择（例自治疗），出现表型趋同。这种趋同可能是暂时的，并且不需要涉及

型的趋同。上，多个

genotypescanproducesimilarphenotypes.Suchtransientconvergenceatthephenotypescaleispreciselythe

sortofthingthatmodernimagingcanhighlight.

Intratumoralvariabilitydramaticallyconfoundsourabilitytostudyin-vivocancersbymolecular

diagnostics.Typicalmolecularcharacterizationssuchasmicroarraystudiesmeasurethetranscriptomeinalarge

numberofcells.Therelevanceofthissingle,averagemeasurementinapopulationofhighphenotypicand

genotypicvariancewilllikelybeverylimited.Insuchstudies,theimpactofheterogeneitycanonlybeappreciated

withlargedatasetsfromalargestudypopulation.Consequently,theapplicabilityofthesed