由威爾·康奈爾醫(yī)學(xué)、紐約基因組中心、哈佛醫(yī)學(xué)院、麻省總醫(yī)院以及麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)布羅德研究所的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個團隊，以前所未有的細節(jié)描述了從患者腦腫瘤中取樣的數(shù)千個單個細胞。這些發(fā)現(xiàn)以及獲得這些發(fā)現(xiàn)的方法代表了癌癥研究的進步，并較終可能導(dǎo)致更好的癌癥檢測、監(jiān)測和治療方法。

圖自網(wǎng)絡(luò)

　　正如研究人員9月30日在自然遺傳學(xué)，他們使用前沿的技術(shù)來記錄基因突變、基因活性和被稱為甲基化的脫氧核糖核酸上的基因活性編程標記，這些標記來自從膠質(zhì)瘤患者身上取樣的單個腫瘤細胞，膠質(zhì)瘤是較常見的腦癌類型。通過這種方式，他們繪制了膠質(zhì)瘤中不同的腫瘤細胞行為或“狀態(tài)”，并確定了似乎將膠質(zhì)瘤細胞從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一種狀態(tài)的關(guān)鍵編程標記。原則上，這些編程標記可以作為未來藥物的目標。

　　研究人員將單細胞方法與分子時鐘技術(shù)相結(jié)合，為采樣的腫瘤細胞創(chuàng)建了“祖先樹”，描繪了它們狀態(tài)變化的歷史。

　　“這就像擁有一臺時光機——；我們可以從患者腫瘤中提取樣本，并推斷出腫瘤如何發(fā)展的許多細節(jié)，”聯(lián)合作者丹·蘭道博士說，他是血液和醫(yī)學(xué)腫瘤學(xué)部門的醫(yī)學(xué)副教授，也是威爾康奈爾醫(yī)學(xué)中心桑德拉和愛德華·邁耶癌癥中心的成員，還是紐約基因組中心的重要成員。

　　“我們已經(jīng)能夠在這里進行觀察，這些觀察對我們應(yīng)該如何看待治療膠質(zhì)瘤有著根本性的影響，”合著者馬里奧·蘇瓦博士說，他是哈佛醫(yī)學(xué)院病理學(xué)副教授，麻省總醫(yī)院病理學(xué)家，麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)布羅德研究所的成員。

　　傳統(tǒng)上，腫瘤細胞的特征是整體的，而不是單獨的，并且以相對簡單的方式，例如，通過它們的來源細胞類型和它們表面上的受體。然而，蘭道博士和蘇瓦博士幫助提出了使用“單細胞多組學(xué)”方法來單獨和更詳細地描繪腫瘤細胞的先河。

　　在新的研究中，他們使用了三層方法:不僅記錄基因序列和基因轉(zhuǎn)錄信息，還記錄DNA-上的“表觀遺傳”轉(zhuǎn)錄控制甲基化標記；一開始直接對病人的單個腫瘤細胞進行研究?？茖W(xué)家們平均從7名所謂的IDH突變膠質(zhì)瘤患者和7名IDH野生型膠質(zhì)母細胞瘤患者中各取樣100多個腫瘤細胞。

　　他們發(fā)現(xiàn)這兩種癌癥的細胞往往處于四種不同狀態(tài)中的一種，從干細胞樣狀態(tài)到更成熟的腦細胞樣狀態(tài)。他們還確定了DNA甲基化的不同模式，這些模式似乎解釋了這些狀態(tài)之間的變化；這種模式原則上可以被未來的療法所打破，以控制這種狀態(tài)的改變和減緩腫瘤的發(fā)展。

　　盡管研究人員捕捉到了樣本腫瘤中細胞狀態(tài)的快照，但他們還設(shè)計了一種分子鐘方法，基于隨著時間推移自然發(fā)生的脫氧核糖核酸甲基化的隨機變化，來計算每個細胞的譜系樹。描繪了它不同狀態(tài)的歷史，追溯到腫瘤的起源。

　　譜系樹顯示，與低級膠質(zhì)瘤細胞相比，膠質(zhì)母細胞瘤細胞具有高度的“可塑性”，允許它們相對容易地在干細胞樣狀態(tài)和更成熟的狀態(tài)之間來回切換。

　　IDH野生型膠質(zhì)母細胞瘤的細胞結(jié)構(gòu)具可塑性，通過從其更成熟的細胞池中再生這些細胞，可能使其在干細胞殺傷治療中存活下來。"

　　總的來說，這些發(fā)現(xiàn)為膠質(zhì)瘤的動力學(xué)提供了豐富的見解，這些見解將有助于開發(fā)更好的方法來檢測、分期、監(jiān)測和治療它們。

　　研究人員現(xiàn)在計劃使用他們的單細胞多組學(xué)方法來研究膠質(zhì)瘤對不同治療的反應(yīng)。他們說，原則上，這種方法可以用于研究任何類型腫瘤的發(fā)展，甚至健康組織中隨著年齡增長而產(chǎn)生的基因突變。

　　來源:威爾·康奈爾醫(yī)學(xué)

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• 更新時間：2021-10-15 10:13:31

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