“细胞周期是一个研究得非常透彻的东西,但在这里,我们又进行了无数次的研究,一个新的阶段出现在我们面前,”plaisier说。“生物学总是有新的见解向我们展示,你只需要去看。”

这项发现的灵感来自与西雅图佛瑞德·哈金森癌症研究中心的副教授帕特里克·帕迪森和华盛顿大学神经外科助理教授、也参与佛瑞德·哈金森癌症研究中心的阿努普·帕特尔博士的合作。

paddison的团队呼吁plisier帮助分析他们的脑干细胞数据,通过一个叫做单细胞RNA测序的过程。

“这些数据被证明是相当惊人的,”plaisier说。“它描绘出了这个美丽的圆形图案,我们确定这是细胞周期的所有不同阶段。”

奥康纳开发了一种新的细胞周期分类器工具——称为ccAF,或细胞周期ASU /弗雷德哈钦森代表两个机构之间的合作,需要仔细,“分辨率”看看发生了什么在干细胞的生长周期和识别基因,可用于通过细胞周期跟踪进度。

“我们的分类器深入细胞周期,因为我们捕捉到的片段可能对疾病有重要影响,”奥康纳说。

当plisier和O'Connor使用ccAF工具来分析胶质瘤肿瘤的细胞数据时,他们发现肿瘤细胞通常处于G0或G1的神经生长状态。随着肿瘤变得更具侵袭性,越来越少的细胞保持在静息的神经G0状态。这意味着越来越多的细胞在增殖和生长肿瘤。

他们将这些数据与胶质母细胞瘤(一种特别具有侵袭性的脑肿瘤)患者的预后联系起来。肿瘤细胞中神经G0水平较高的患者肿瘤侵袭性较低。

他们还发现,静止的神经G0状态与肿瘤的增殖速率或细胞分裂和产生新细胞的速度无关。

“从我们的研究结果中,这是一个有趣的发现,静止本身可能是一个不同的生物过程,”plaisier说。“这也是我们寻找新的药物治疗方法的一个潜在点。如果我们能让更多的细胞进入静止状态,肿瘤就会变得不那么具有侵袭性。”

目前的癌症药物治疗专注于杀死癌细胞。然而,当癌细胞被杀死时,它们会释放细胞碎片到肿瘤周围区域,这可能会导致剩余的细胞对药物产生更大的抗药性。

“所以,如果我们让细胞休眠,而不是杀死细胞,可能会是一个更好的情况,”plaisier说。

利用他们的ccAF工具,他们还能够在细胞周期的开始和结束发现存在于已知状态之间的新状态。这些都是他们下一阶段研究的主题。

plisier说:“我们开始想办法深入研究这些,并了解更多关于细胞周期进入和退出的生物学知识,因为这些可能是细胞进入G1或G0状态的真正重要的点。”

弄清楚是什么触发细胞进入分裂周期或保持在G0静息状态可以帮助理解肿瘤生长背后的过程。

“任何癌症的主要特征都是细胞在增殖,”plaisier说。“如果我们能进入那里,弄清楚其中的机制是什么,那可能是一个减缓他们速度的地方。”

plisier和O'Connor正在使ccAF分类器工具开源,并以各种格式提供给任何研究单细胞RNA测序数据的人,以轻松进入细胞周期研究的过程。

Journal Reference:
1.Samantha A O’Connor, Heather M Feldman, Sonali Arora, pia Hoellerbauer, Chad M Toledo, philip Corrin, Lucas Carter, Megan Kufeld, Hamid Bolouri, Ryan Basom, Jeffrey Delrow, José L McFaline‐Figueroa, Cole Trapnell, Steven M pollard, Anoop patel, patrick J paddison, Christopher L plaisier. Neural G0: a quiescent‐like state found in neuroepithelial‐derived cells and glioma. Molecular Systems Biology, 2021; 17 (6) DOI: 10.15252/msb.20209522