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“基因魔剪”给每个癌细胞打上独特标记

来源:科技日报

据最新一期《科学》杂志报道,美国科学家使用CRISPR基因编辑技术,给每个癌细胞打上独特标记,绘制出一个详细的癌细胞演化图谱。新研究不但更清晰地描述了癌症转移背后的动态过程,而且发现了促进癌细胞转移的“热点”基因和“中转枢纽”。

当癌症仅限于体内某个部位时,通常可以通过手术或其他方法来治疗。然而,与癌症有关的大部分死亡由癌细胞在全身的转移造成。转移的确切时刻非常短暂,常常淹没在肿瘤细胞发生的数百万次分裂中。这些事件通常无法实时监测。

在新研究中,研究人员使用了人类KRAS突变型肺癌小鼠模型,并用编码Cas9蛋白的基因改造了癌细胞。当小鼠体内的癌细胞不断分裂增殖时,Cas9在目标DNA位点进行不断剪切,而癌细胞的DNA修复机制会不断修补这些缺口,它会修补或删除一些随机的核苷酸,从而形成被称为“插入/缺失”(indel)的独特修复序列。这些序列会随着细胞的分裂一代代地传递下去,成为每个癌细胞携带的独特标记。

这种剪切和修复几乎在每一代中都是随机发生的,由此可以画出非常精细的癌细胞演化图谱——显示转移的癌细胞在体内的扩散路径和方向。

研究人员发现,这些癌细胞尽管来自同一细胞系,但在移植后转移的路线不同。对此,研究人员认为,随着原始癌细胞系经过多代分裂,癌细胞似乎发展出了不同的转移特性。

有的癌细胞和它的所有后代都只在一个组织中出现,这意味着它们没有发生转移;而另一些癌细胞的后代则在多个组织中出现。

研究人员还发现,许多癌细胞转移的第一步是从肺部转移到纵隔淋巴组织这个“中转枢纽”,这表明在小鼠模型中,这一部位与癌细胞向体内扩散密切相关。

参与研究的麻省理工学院教授乔纳森·魏斯曼说,这些“中转枢纽”在开发抗癌疗法方面具有重要意义。“如果你把癌症治疗的重点放在这些部位,就可以第一时间延缓或者预防癌症转移的发生。”

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