““基因魔剪”给各个癌细胞打上独特标记有助揭示癌症转移动态过程 追踪肿瘤扩散模式”

本篇文章1136字，读完约3分钟

癌细胞系统树。 由单一癌细胞开始的系统发育树。 每种颜色代表体内的不同位置。 五颜六色的树表现出高度转移的表型，其中细胞的后代在不同的组织间多次跳跃。 由第一种颜色构成的树代表转移少的细胞。

图片来源:美国怀特海德研究所
科技日报记者冯卫东

根据最新一期《科学》杂志的报道，美国科学家利用crispr基因技术，对各癌细胞进行了独特的标记，制作出了详细的癌细胞进化图像。 新的研究不仅更加明确地说明了癌症转移背后的动态过程，还发现了促进癌症转移的“热点”基因和“中继集线器”。

如果癌症局限于体内的某个部位，可以用手术或其他方法治疗。 但是，与癌症相关的死亡大部分是由癌细胞全身转移引起的。 转移的准确瞬间非常短，常常被肿瘤中发生的几百万次分裂所淹没。 这些事情一般不能实时监视。

新的研究采用人kras变异型肺癌小鼠模型，用编码cas9蛋白的基因改造癌细胞。 当小鼠体内的癌细胞持续分裂增殖时，cas9会在靶dna位点继续切割，癌细胞的dna修复机制会继续修复这些缺失，修复或删除随机的核苷酸，形成一个独特的修复序列，称为“插入/缺失”( indel )。 这些序列随着细胞的分裂而一代一代地传播，成为各个癌细胞所具有的独特标记。

因为这个剪切和修复几乎在所有世代都是随机发生的，所以可以绘制非常精细的癌细胞进化图像。 指出转移的癌细胞在体内的扩散途径和方向。

研究人员发现，尽管这些癌细胞来自同一细胞系，但移植后转移的途径不同。 对此，研究人员认为，随着原始癌细胞连接多代分裂，癌细胞似乎表现出迅速不同的转移特征。

有些癌细胞及其后代只出现在一个组织中。 这意味着没有发生转移。 另一个癌细胞的后代出现在很多组织中。

研究人员开始在这些具有不同转移特征的癌细胞系中寻找差异表达基因。 单细胞rna测序表明，研究人员比较了具有不同转移潜力的癌细胞的基因表达图谱，结果表明if127和reg4等基因的高度表达与高转移潜力相关。 krt17和rps4y1等基因的表达与低转移的潜力相关。 研究小组通过基因敲除或过表达krt17基因，表明该基因实际上控制了肿瘤的侵袭性。

能够以这种方式识别与转移相关的基因，有助于研究者回答有关肿瘤进化和适应的问题。 参加研究的麻省理工大学教授乔纳森·怀斯曼说:“这是一种注意肿瘤行为和进化的新方法。”

利用癌细胞的进化图谱，研究者还发现了癌细胞转移行为的特定特征。 多个癌细胞转移的第一步是从肺转移到纵隔淋巴组织的“中继中枢”，在小鼠模型中，提示该部位与癌细胞在体内的扩散密切相关。

魏斯曼博士表示，这些“中继集线器”的发现对抗癌疗法的开发起着重要的作用。 “将癌症治疗的重点放在这些部位，可以将癌症转移的发生推迟到第一时间或者预防。 ”