强大的技术详细描述了脑瘤强大的韧性
一个由威尔·康奈尔医学院、纽约基因组中心、哈佛医学院、麻省总医院、麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的研究人员领导的团队，对从患者脑瘤中取样的数千个单个细胞进行了前所未有的详细分析。这些发现，以及为获得这些发现而开发的方法，代表着癌症研究的重大进步，并最终可能导致更好的检测、监测和治疗癌症的方法。
正如研究人员9月30日报告的那样自然遗传学在美国，他们使用先进的技术记录了单个肿瘤内的基因突变、基因活性和DNA上被称为甲基化的基因活性编程标记细胞样本来自胶质瘤患者，胶质瘤是最常见的脑癌类型。通过这种方式，他们绘制了胶质瘤中不同的肿瘤细胞行为或“状态”，并确定了似乎将胶质瘤细胞从一种状态转移到另一种状态的关键编程标记。这些编程标记，原则上，可以作为未来药物的目标。
结合他们的单细胞方法和分子时钟技术，研究人员为样本肿瘤细胞创建了“祖树”，描绘了它们状态变化的历史。
“这就像有一个时间机器“我们可以从病人的肿瘤中提取样本，并推断出肿瘤如何发展的许多细节，”共同资深作者丹·兰道博士说，他是血液学和医学肿瘤学部门的医学副教授，也是威尔康奈尔医学院桑德拉和爱德华·迈耶癌症中心的成员，也是纽约基因组中心的核心成员。
“我们已经能够在这里进行观察，对我们应该如何考虑治疗胶质瘤有基本的影响，”共同资深作者Mario Suva博士说，他是哈佛医学院的病理学副教授，马萨诸塞州总医院的病理学家，麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的成员。
传统上，肿瘤细胞的特征是在整体上，而不是单独的，而且是用相对简单的方法来描述的，例如，通过它们的细胞起源类型和它们表面上的受体。Drs。然而，Landau和Suva帮助开创了使用“单细胞多组学”方法对肿瘤细胞进行单个和更详细的分析。
在这项新研究中，他们使用了三层方法——不仅记录基因序列和基因转录信息，还记录了“表观遗传”转录——控制dna上的甲基化标记——这是第一次直接在患者的单个肿瘤细胞上记录。科学家从7名所谓的idh突变型胶质瘤患者和7名更难以治疗的idh野生型胶质瘤患者中，平均每名患者采样100多个肿瘤细胞。
他们发现，两种癌症中的细胞都倾向于处于四种不同状态中的一种，从类似干细胞的状态到类似更成熟的脑细胞的状态。他们还发现了DNA甲基化的不同模式，这似乎解释了这些状态之间的变化;这种模式在原则上可以被未来抑制这种状态变化和减缓肿瘤发展的疗法所打破。
尽管研究人员捕捉到了样本肿瘤细胞状态的基本快照，但他们也设计了一种分子时钟方法，基于随时间自然发生的DNA甲基化的随机变化，计算每个细胞的谱系树，描述其不同状态的历史，可以追溯到肿瘤起源。
谱系树显示，与低级胶质瘤细胞相比，胶质母细胞瘤细胞具有高度的“可塑性”，允许它们相对容易地在茎状状态和更成熟的状态之间来回切换。
“idh野生型胶质母细胞瘤的极具可塑性的细胞结构可能使其通过从其更成熟的细胞池中再生这些细胞而在干细胞杀伤治疗中存活下来，”共同第一作者、兰道实验室的博士后Federico Gaiti博士说。
总的来说，这些发现为神经胶质瘤的动态提供了丰富的见解，这些见解应该有助于开发更好的检测、分期、监测和治疗方法。
研究人员现在计划使用他们的单细胞多组学方法来研究胶质瘤对不同治疗的反应。他们说，原则上，这种方法可以用来研究任何类型的肿瘤甚至是健康组织中随着年龄增长而积累的基因突变。
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