分析顯示罕見的癌細胞群如何導致疾病復發

大多數與癌癥相關的死亡，并非來自患者體內出現的第一個腫瘤，而是來自治療后數月或數年再次出現的癌癥。科學家認為，一組被稱為持久細胞的罕見癌細胞可能會導致這種復發。

持久細胞僅占癌細胞的一小部分；顧名思義，盡管藥物治療，它們仍然存在，可以在體內存活足夠長的時間，以獲得新的突變，使它們能夠逃避藥物治療，并更終推動腫瘤復發。

現在，哈佛醫學院和麻省理工學院和哈佛大學博德研究所的一組研究人員表明，一小部分持久性細胞，稱為循環持久性細胞，不僅在暴露于抗癌藥物時存活，而且保持生長和繁殖的能力，甚至在不斷的藥物治療下。在他們的研究中，該團隊開發了一個新系統來跟蹤這些細胞并用單細胞基因組學分析它們。該分析確定了可能使細胞抵抗治療的關鍵特征、以及細胞用于生長的生化途徑。

該研究結果發表在《自然》雜志上，可以幫助解釋為什么這么多在實驗室中顯示出希望的癌癥治療在臨床試驗中失敗。該團隊建議針對這些持久細胞的新療法可以延遲或防止疾病復發。“這項工作讓我們對藥物治療后細胞狀態變化的動態有了前所未有的了解，”HMS細胞生物學教授LouiseFootePfeiffer和論文的共同資深作者JoanBrugge說。研究開始時的布羅德。“這類信息對于制定預防治療耐藥性的策略至關重要，這嚴重限制了當今大多數靶向治療的有效性，”布魯格說。

狩獵的持留

盡管科學家知道循環存留細胞存在，中相對少見，持久，大約5千存留細胞保留的能力，“循環”或除法，使他們難以分離和鑒定。為使存留細胞的仔細研究，研究小組開發了一個名為西瓜跟蹤活細胞在顯微鏡下或單細胞基因組并將它們歸檔標識制度。

在該系統中，紅色標簽標記單個細胞并隨著細胞分裂和增殖而變暗，這使科學家能夠將循環細胞與非循環細胞分開。用綠色標記，標記特定的細胞譜系結合這一點，研究人員能夠跟蹤細胞和細胞亞型它們來自兩個增殖。其后，一個遺傳“條形碼”-a獨特的DNA序列，標簽和識別群體中的每個起始細胞可被測序。研究人員根據增殖能力對細胞進行分類后，他們使用單細胞RNA測序和代謝分析，來研究每個細胞在治療下增殖能力的機制。

研究循環細胞

為了了解持久性細胞在藥物治療下的行為，奧倫和團隊用FDA批準的常用藥物治療它們，這些藥物針對特定的癌癥驅動基因。研究人員發現，循環和非循環的持久細胞遵循不同的軌跡，每個軌跡都有獨特的RNA譜，揭示了基因是如何表達的。

與非循環持久細胞相比，循環持久細胞顯示抗氧化基因程序的表達增加，并產生了不同的代謝物集合。令他們驚訝的是，研究人員還發現，循環持久性細胞依賴于基于脂肪酸的代謝，而不是葡萄糖，通常癌細胞以糖為生。這些觀察結果在多種癌細胞系、癌癥小鼠模型和人肺腫瘤樣本中是一致的。