識別癌癥起源細胞的新方法
日期：2016-07-12 09:22:39
每種癌癥都始于一個單細胞，最近，美國Jackson實驗室(JAX)的研究人員發現了一種精確和可靠的方法——開放染色質的全基因組分析，來識別引起特定類型白血病的細胞，這對于癌癥預后結果有很大的價值。相關研究結果發表在7月11日的《Nature Communications》。
本文第一作者、JAX助理教授Jennifer Trowbridge博士指出：“知道癌細胞的起源細胞，可以讓我們深入了解腫瘤亞型，以及可能的診斷和治療益處。但是目前，識別大部分腫瘤細胞的起源細胞的方法，一直都是不成功的。”
染色質是在細胞核中的材料，在細胞分裂過程中凝結形成染色體，是由DNA、被稱為組蛋白的蛋白質和RNA組成的。每種類型的細胞都有一個特有的染色質結構，包括封閉的染色質——緊緊纏繞在核小體周圍并且相對不活躍，和開放的染色質——寬松的材料片段，與編碼在DNA中的調控元素相互作用。
Trowbridge假設，分析大量腫瘤細胞中的開放染色質，可以提供一種可能的改進方法，來識別癌細胞的起源，因為染色質結構有著細胞類型的特異性。
她的實驗室采用一種急性髓系白血病(AML)的小鼠模型，是由MLL-AF9的表達驅動的，這個融合致癌基因是由人類染色體9和11之間的染色體易位形成的。他們開始于五個不同的、正常細胞類型，存在于小鼠和人類的骨髓中：長期造血干細胞（HSCs）、短期HSCs、多能祖細胞、常見的髓系祖細胞和粒細胞巨噬細胞祖細胞。由這些不同的起源細胞發展而來的AML，當被移植到小鼠體內后，有不同的外顯率和侵襲性，干細胞來源的細胞系是最具侵襲性的，而定向祖細胞系則是最少侵襲性的。這些模式也反映在每個細胞株中白血病啟動細胞的頻率，HSCs具有最高的頻率，定向祖細胞則具有最低的頻率。
為了在這些不同的AML樣本中分析開放染色質，并將它們與正常細胞中開放染色質模式進行比較，Trowbridge與JAX助理教授Duygu Ucar博士共同合作，來研究基因調控，包括染色質結構。同時，他們在AML樣本中確定了開放的染色質標簽和基因表達模式，可讓我們將干細胞來源的AML與原發AML的祖細胞區分開來。
這些結果在人類數據中證實了一些標志，表明當一個祖細胞被轉化為白血病腫瘤的時候，它的細胞階段對白血病的臨床進展有所影響，具有較早期起源細胞的癌癥更具侵襲性。
研究人員注意到，對正常人類干細胞和祖細胞類型以及AML患者群中的開放染色質進一步研究之后，這種分析方法將基于細胞的起源確定具有預后意義的精確區域，換句話說，確定一種寶貴的人類癌癥生物標志物。
此外，Trowbridge說，她的實驗室和Ucar之間的合作——實驗室科學家和計算科學家在小鼠建模和人類基因組學之間的互補優勢，是未來研究發現的一個非常有前途的模型。
“如果沒有與精通人類基因組學的計算機科學同事之間的密切合作，這項研究就不可能行得通。本研究利用對我們來說嶄新的先進基因組和基因組測序技術，并讓我們迅速從這些技術中提取最大價值，將我們的結果與人類基因組數據進行整合和比較，揭示最具有轉化相關性的潛在生物學機制，我們將繼續進行研究。”
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