随着时间的推移,癌细胞可以进化为抗治疗、更具侵袭性和转移性,能够扩散到身体的其他部位并形成新的肿瘤。癌症进化出的这些特征越多,其致命性就越高。研究人员希望了解癌症如何演变这些特征,以预防和治疗致命的癌症,但当癌症在患者身上被发现时,它通常已经存在多年甚至几十年了。关键的进化时刻来了又去,却没有人注意到。
MIT教授乔纳森·魏斯曼(Jonathan Weissman)及其合作者开发了一种追踪癌细胞世代的方法,使研究人员能够追踪癌细胞的进化历史。这种谱系追踪方法使用CRISPR技术将每个细胞嵌入可遗传和进化的DNA条形码。每次细胞分裂时,其条形码都会略有修改。当研究人员最终获得原始细胞的后代时,他们可以比较细胞的条形码来重建每个细胞的家谱,就像相关物种的进化树一样。然后,研究人员可以利用细胞之间的关系来重建细胞如何以及何时进化出重要特征。研究人员使用类似的方法跟踪导致新冠病毒-19的病毒的进化,以追踪令人担忧的变异毒株的起源。结果显示,同一肿瘤内不同细胞亚群之间存在显著差异。在这个模型中,癌细胞的进化主要是通过基因表达的遗传变化,而不是通过基因突变。某些亚群已经进化到更健康,生长和存活更好,更具攻击性,随着时间的推移,它们主宰了肿瘤。研究人员发现,通常在最合适的细胞中表达的基因可能是未来研究中可能的治疗靶点的良好候选基因。
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