發(fā)布時間: 2022-05-10 來源: 人民網(wǎng)
《細胞》雜志上的一項研究,一個國際研究團隊使用基于CRISPR的譜系追蹤方法,從第一次致癌突變激活開始追蹤肺癌細胞
《細胞》雜志上的一項研究,一個國際研究團隊使用基于CRISPR的譜系追蹤方法,從第一次致癌突變激活開始追蹤肺癌細胞,最終記錄了迄今為止最全面的肺癌細胞進化過程,這份詳細的腫瘤病史揭示了對肺癌如何進展和轉(zhuǎn)移的新見解。
癌細胞可進化出抗藥性、更具侵襲性和轉(zhuǎn)移性,并擴散到身體的其他部位形成新的腫瘤。癌癥進化的這些特征越多,它就越致命。研究人員想了解癌癥是如何演變的,從而進行預防和治療。但當癌癥被發(fā)現(xiàn)時,它通常已在患者身上存在數(shù)年甚至數(shù)十年,而關(guān)鍵的進化時刻從沒有被觀察過。
美國懷特黑德研究所喬納森·韋斯曼和合作者開發(fā)了一種可追蹤幾代癌細胞的新方法,使研究人員能夠分析它們的進化歷史。這種譜系追蹤方法使用CRISPR技術(shù)為每個細胞嵌入可遺傳和可進化的DNA條形碼。每次細胞分裂時,它的條形碼都會被輕微修改。當研究人員最終收獲原始細胞的后代時,他們就可比較細胞的條形碼來重建每個細胞的“家譜”,就像相關(guān)物種的進化樹一樣。研究人員使用了類似的方法來跟蹤新冠病毒的演變。
韋斯曼表示:“這是一種以更高的分辨率觀察癌癥進化的新方法。以前,導致腫瘤危及生命的關(guān)鍵事件一直是不透明的,因為它們湮滅在腫瘤遙遠的過去中,但這為我們提供了了解這段歷史的窗口?!?/span>
為了從一開始就追蹤癌癥,研究人員開發(fā)了一種方法,可同時觸發(fā)細胞中的致癌突變并記錄細胞的發(fā)展過程。他們對小鼠進行改造,當它們的肺細胞暴露于一種特制的病毒時,會激活Kras基因中的致癌突變,并使細胞中的腫瘤抑制基因Trp53失活,同時激活譜系追蹤。小鼠模型經(jīng)過工程改造后,使得肺癌在其中的發(fā)展與在人類中的發(fā)展方式非常相似。
研究人員在收獲癌細胞之前讓癌細胞進化了幾個月。然后他們使用之前開發(fā)的算法,從修改后的DNA條形碼中重建細胞的家譜,還使用RNA測序測量了細胞中的基因表達,以表征每個細胞的狀態(tài)。有了這些信息,他們就可以“拼湊”這種類型的肺癌如何變得具有侵襲性和轉(zhuǎn)移性。
研究人員表示,揭示腫瘤細胞之間的關(guān)系,是理解它們的基因表達譜和深入了解侵襲性狀態(tài)出現(xiàn)的關(guān)鍵
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