发表在《Nature Communications》杂志上的一项研究报告中描述了一种新方法,有可能推动国际研究努力,从源头上找到根除癌症的药物。
大多数癌组织由自我更新能力有限而快速分裂的细胞组成,这意味着大量细胞在经过一定数量的分裂后停止繁殖。然而,癌症干细胞可以无限期地复制,促进癌症的长期生长和复发。
癌症干细胞逃避化疗等常规治疗是患者最初进入缓解期但不久后复发的原因之一。急性髓细胞白血病是一种血癌,复发的可能性很高,这意味着只有不到15%的老年患者能活5年以上。
然而,由于肿瘤干细胞的丰度较低且与其他干细胞相似,因此很难分离和研究,阻碍了同时保留健康细胞对恶性细胞的精确治疗。
来自基因组调控中心(CRG)和欧洲分子生物学实验室(EMBL)的研究人员通过创建MutaSeq来克服这一问题,MutaSeq是一种可以根据遗传和基因表达来区分癌症干细胞、成熟癌症细胞和其他健康干细胞的方法。
“RNA为人类健康提供了重要信息。例如,冠状病毒的pCR检测可以检测其RNA来诊断COVID-19。随后的测序可以确定病毒的变种,”CRG的组长和论文的作者Lars Velten解释道。“MutaSeq的工作原理类似于冠状病毒的pCR检测,但其水平要复杂得多,而且以单个细胞为起始材料。”
为了确定单个细胞是否是干细胞,研究人员使用MutaSeq同时测量了数千个RNA。为了确定细胞是癌细胞还是健康细胞,研究人员进行了额外的测序并寻找突变。由此产生的数据帮助研究人员追踪干细胞是癌细胞还是健康细胞,并帮助确定是什么使癌干细胞不同。
斯坦福大学教授、EMBL海德堡研究小组组长、论文作者Lars Steinmetz说:“有大量的小分子药物被证明具有临床安全性,但决定这些药物适合哪些癌症,更具体地说,适合哪些患者是一项艰巨的任务。我们的方法可以识别可能没有在正确的环境下测试的药物靶点。这些测试需要在对照临床研究中进行,但知道要尝试什么,是重要的第一步。”
这种方法基于单细胞测序,这是一种越来越普遍的技术,可以帮助研究人员从数千个单个细胞中收集和解释全基因组的信息。单细胞测序提供了复杂组织和癌症的高度详细的分子图谱,为研究开辟了新的途径。
Lars Velten在解释下一步工作时说:“我们现在已经召集了来自德国和西班牙的临床研究人员,将这种方法应用于更大规模的临床研究中。我们也在使这个方法更加简化。我们的愿景是以个性化的方式确定癌症干细胞特异性药物靶点,使患者和医生最终能够像检测冠状病毒一样容易地寻找这些治疗方法。”
原文检索:Identification of leukemic and pre-leukemic stem cells by clonal tracking from single-cell transcriptomics
(生物通:伍松)