DNA測序新技術(shù)如何通過腫瘤細(xì)胞的詳細(xì)圖譜幫助我們治療癌癥

一種新的DNA測序技術(shù)可以讓科學(xué)家追蹤單個(gè)癌細(xì)胞的基因錯(cuò)誤。這是史上**次科學(xué)家們能夠重建腫瘤的生命史，并了解細(xì)胞DNA中的一個(gè)錯(cuò)誤是如何導(dǎo)致腫瘤無法控制的生長的。這項(xiàng)新技術(shù)將幫助醫(yī)生了解特定癌癥是如何演變的，并為每位患者量身定制治療方案，使其更有效、更成功。

我們是由數(shù)十億個(gè)細(xì)胞組成的，它們共同構(gòu)成我們身體的每一部分。這些細(xì)胞中的一個(gè)在其遺傳密碼中偶爾出現(xiàn)錯(cuò)誤，而這個(gè)錯(cuò)誤，或突變，有時(shí)會(huì)使這個(gè)不正常的單細(xì)胞分裂并比健康細(xì)胞生長得更快，從而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)展。在這個(gè)過程中，細(xì)胞可以繼續(xù)進(jìn)化，積累更多的突變，使其比原來的細(xì)胞更危險(xiǎn)。

以前，當(dāng)研究人員研究癌癥時(shí)，他們通常從腫瘤上取下一塊組織，并將其作為一個(gè)整體進(jìn)行分析。在不了解每個(gè)腫瘤的生活史的情況下，科學(xué)只能給我們提供一個(gè)不完整的癌癥圖像，即不同的細(xì)胞混合在一起并取平均值，從而了解癌癥的危險(xiǎn)程度。

但它并沒有告訴我們腫瘤是如何進(jìn)化的，以及腫瘤是由什么類型的細(xì)胞構(gòu)成的，這使得醫(yī)生很難為每個(gè)病人選擇正確的治療方法。這就是許多癌癥治療不起作用的原因，當(dāng)它們起作用的時(shí)候，癌癥有時(shí)會(huì)在幾個(gè)月或幾年之內(nèi)復(fù)發(fā)，復(fù)發(fā)時(shí)比前一次更猛烈，也更難治療。

縱觀全局

由于整個(gè)腫瘤無法作為一個(gè)整體被擊敗，五年前，研究人員開始使用一種不同的策略：分而治之。他們開始將腫瘤分裂成單個(gè)細(xì)胞，并分別分析每個(gè)癌細(xì)胞，試圖了解每種腫瘤是由哪種類型的細(xì)胞構(gòu)成的。但即使有了這一進(jìn)展，他們?nèi)匀恢挥袃煞N主要工具來分析單個(gè)癌細(xì)胞。

一種工具可以讓他們一次讀取單個(gè)細(xì)胞的遺傳密碼，識(shí)別出哪些細(xì)胞有基因突變。另一個(gè)工具幫助他們了解哪些基因在每個(gè)癌細(xì)胞中活躍，以及它們?cè)诩?xì)胞中的作用。然而，這兩種工具都沒有揭示全部信息。使用它們，你可以得到每個(gè)細(xì)胞的基因錯(cuò)誤，或者是活躍的和功能的基因——但不是兩者都有。這使得我們不可能了解哪些基因是由于每個(gè)細(xì)胞的基因錯(cuò)誤而被激活的。

牛津大學(xué)(University of Oxford) MRC Weatherall分子醫(yī)學(xué)研究所(MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine)的一組研究人員開發(fā)了一種新的單細(xì)胞測序技術(shù)，使他們能夠看到整體情況。它讓科學(xué)家分析腫瘤中每個(gè)細(xì)胞積累的基因錯(cuò)誤，同時(shí)也了解其基因活動(dòng)和細(xì)胞功能。這將使研究人員能夠更細(xì)致地觀察腫瘤的各個(gè)方面。

在他們發(fā)表在《Molecular Cell》雜志上的最新研究中，他們使用了一種名為TARGET-seq的新技術(shù)，對(duì)11名造血細(xì)胞癌變的患者的數(shù)千個(gè)細(xì)胞進(jìn)行了分析。他們的分析提供了構(gòu)成血癌的細(xì)胞類型的詳細(xì)圖譜。由于其高分辨率，他們可以重建每個(gè)腫瘤的完整生活史，并確定在腫瘤發(fā)展的最初階段活躍的分子。

他們還發(fā)現(xiàn)，看起來健康、沒有癌變突變的細(xì)胞，會(huì)因?yàn)樗鼈兲幱谀[瘤環(huán)境中而表現(xiàn)得像惡性細(xì)胞，并激活異常基因。科學(xué)家們現(xiàn)在正在使用TARGET-seq分析沒有有效治療方法的不同類型的侵襲性白血病。他們希望能夠了解如何消除引發(fā)和維持腫瘤的細(xì)胞，從而能夠完全根除它們。

在未來，我們希望這項(xiàng)技術(shù)將被腫瘤學(xué)家用來確定構(gòu)成每個(gè)腫瘤的確切的癌細(xì)胞混合物，并為每個(gè)病人定制正確的治療方案。