正如大多數癌癥,三陰性乳腺癌(TNBC)細胞在其基因組中有異常數量的染色體或DNA拷貝數畸變(CNAS)。最近,一項新的研究利用單細胞測序技術,對于“CNAS如何以及何時影響腫瘤的形成和生長”提供了前所未有的細節,這一信息對于癌癥的診斷和治療可能產生顯著的影響。
這一研究結果發表在8月15日的《Nature Genetics》,對于流行的觀念——“隨著時間的推移CNAS緩慢而逐漸的發生”,提出了挑戰。相反,這些研究結果顯示,染色體變化發生在腫瘤生長早期階段的短時間斷性“爆發”。北京協和醫學院的研究人員,也參與了這項研究工作。
這篇論文的通訊作者、德克薩斯大學MD安德森癌癥中心的遺傳學教授Nicholas Navin博士指出:“目前的模型主張,CNAs是在較長的時間內逐漸按順序獲得的,從而導致了腫瘤相繼更惡性的階段。另一種模式是間斷的進化,在該過程中,CNAs是在短暫的危機中獲得的,其次是形成腫瘤的穩定的克隆擴增。我們的研究表明,間斷的拷貝數演變在TNBC患者中很常見。”
Navin的研究支持“爆發”模型,并論證了CNAs多數是在腫瘤發展的早期階段獲得的。這一發現是很重要的,因為大多數的基因組研究都集中在一個單一的時間點,在一個腫瘤被手術切除后,從而使得我們很難研究腫瘤生長過程中的染色體進化的自然史。
這一發現也表明,其他癌癥也可能表現出類似的CNA行為。Navin說:“我們在癌癥(如前列腺癌、結腸癌、肝癌和肺癌)的初步數據表明,拷貝數進化的一個間斷模型,也可能在其他實體腫瘤中發揮作用。這種模式對于我們關于腫瘤生長動態的進化理解,以及對于TNBC患者的臨床診斷和治療,都有著重要的意義。”
正如沒有任何兩個人具有相同的遺傳構成一樣,2014年Navin帶領的一項研究表明,乳腺癌患者中沒有任何兩個單一的腫瘤細胞具有相同的基因組。這項研究發現對于乳腺癌的診斷和治療或許會產生重要的影響。這一研究還有可能幫助對抗乳腺癌患者中形成化療耐藥。相關閱讀:Nature解析癌癥遺傳多樣性。
新一代測序技術(NGS)大大增進了我們對疾病(比如癌癥)的理解。不過NGS的研究對象是細胞群體,會掩蓋細胞之間的異質性。正因如此,單細胞測序(SCS)技術受到了越來越多的關注。今年4月,Navin博士帶領的研究小組,開發了首個用于單細胞DNA測序的突變檢出程序——Monovar。這一重要成果發表在四月十八日的Nature Methods雜志。相關閱讀:華人學者Nature Methods發布單細胞測序重要工具。
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