Nature Biotech重大成果：腫瘤異質性圖譜
日期：2011-11-28 09:06:39
近日來自斯坦福大學的研究人員開發了一種新型的單細胞PCR微流體技術，并利用這一技術對數百個結腸癌細胞進行了單細胞基因表達分析，由此獲得了人類結腸癌異質性圖譜。相關研究成果發表在《自然生物技術》（Nature Biotechnology）雜志上。
腫瘤異質性是惡性腫瘤重要特征之一。腫瘤異質性可以表現在腫瘤分化水平及腫瘤功能水平上，出現異質性的抗原表達或出現不同生物特性細胞亞群。這種腫瘤異質性特性往往給腫瘤的研究和治療帶來極大的困難。
“在過去的數年里，我們一直致力于開發出一種單細胞基因組分析技術，”文章的資深作者、斯坦福大學工程學院及生物工程和應用物理系教授Stephen Quake說：“在新研究中我們利用開發的新技術獲得了可喜的具有重要生物學意義的成果。”
研究人員利用這項新技術逐個地對細胞中的基因表達情況進行了分析，從中鑒別出了47種差異性表達的基因，并基于這些結果對結腸癌組織的細胞進行了亞型分類。
“在一次實驗中，我們獲得了特定組織細胞組成的‘快照’，鑒別出了不同的細胞亞型，并找到了識別這些細胞的新型標記物，”文章的第一作者Tomer Kalisky說。
新研究的重要發現之一就是揭示了腫瘤異質性產生的根源。長久以來科學家們認為腫瘤是在演進的過程中失去了基因組穩定，發生隨機變化而生成了不同生物特性細胞亞群。新研究發現結腸癌細胞形成遵循了正常結腸細胞的分化過程。打個比喻，就如同漫畫肖像，繪制的是同一張臉譜，只是某些特征被充分夸大了。癌細胞形成機制與正常細胞完全相同，只是小部分的細胞類型發生了不正常的擴大或減少。
“我們觀察到結腸癌組織顯示了與正常結腸上皮相似的譜系多樣性，其中包括了不成熟祖細胞樣細胞和成熟的特化細胞，”Dalerba說。
此外，分析結果還顯示在腫瘤組織中基因表達上越是接近不成熟細胞的細胞越是呈現惡性特征。基于這些結果，研究人員開發出了一種兩基因分類系統，并證實相比于常規的病理學分級，這一簡單的分析系統能夠更準確地確定疾病的預后。
研究人員期望在未來能將這些技術廣泛地應用到癌癥的診療和預后分析中。
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