所有癌症都是在經歷了一段時間的克隆選擇和隨後的克隆擴張而出現的，儘管遺傳性的瘤內異質性所帶來的的進化原理如今越來越清晰，但研究人員仍然並不清楚促進瘤內異質性和惡性克隆的非遺傳性機制。近日，一篇發表在國際雜誌Nature上題為“Non-genetic determinants of malignant clonal fitness at single-cell resolution”的研究報告中，來自墨爾本大學等機構的科學家們通過研究成功利用一種新型的細胞條形碼技術追蹤並分析了癌細胞的行為。
SPLINTR條碼文庫概念的生成和驗證。
圖片來源：Fennell, K.A., et al. Nature (2021). doi：10.1038/s41586-021-04206-7
這篇研究中，研究人員首次發現，攜帶相同遺傳藍圖的癌細胞並不一定會表現出相同的行為，這對於研究人員如何設計靶向作用其的策略帶來了很大的挑戰。研究人員在文章中揭示了急性髓性白血病患者所出現的非遺傳性改變，他們表示，我們開發了一種新型的細胞條形碼技術，其能隨著時間追蹤單一的癌細胞並識別出導致不同細胞行為的模式，即使不同細胞背後的基因組是相同的。
這種名為SPLINTR（Single-cell Profiling and LINeage TRacing）的條形碼技術或能幫助研究人員識別出在每個白血病細胞中所表達的特殊基因，並監測這如何隨著時間延續而影響癌細胞的行為，隨後研究者就觀察到，急性髓性白血病細胞最有可能會形成癌變腫瘤。在沒有基因突變的情況下，調節性變化或許就是引發疾病的關鍵促進子，如今這一事實開始被科學家們慢慢認識。
研究者所開發的新技術能幫助追蹤隨著時間延續單一癌細胞的調節性基因組所發生的變化，他們很高興能將這種計算分析技術應用於這一研究領域。儘管這項研究是在急性髓性白血病中進行的，但該技術還能被應用於多種不同型別的癌症，這或許就為理解為何一些腫瘤細胞能在藥物治療中存活或在特定器官中會復發提供了新的機會和線索。耐藥性和腫瘤復發是目前癌症是否能得到成功治療的主要屏障，這通常來自於罕見型別的腫瘤細胞，而且在臨床上也很難進行監測。
圖片來源：https://www.nature.com/articles/s41586-021-04206-7
研究者Dane Vassiliadis說道，本文研究強調了利用SPLINTR技術的力量，其不僅能幫助識別罕見的腫瘤亞群，還能幫助找到新型療法靶點或生物標誌物，並對其進行一定的臨床監測。本文研究工作也挑戰了精準醫學只是尋找新型基因突變的教條式觀點；儘管所有精準醫學研究旨在根據患者癌症中所存在的獨特特徵而進行治療，但迄今為止，這些方法都只關注與存在的獨特的DNA突變。
然而，最近研究表明，有高達40%的腫瘤都會在最初對療法有反應後開始復發，但並沒有證據表明，癌細胞中所出現的新型基因突變來解釋這種療法耐受性發生的原因。本文研究強調了擴大精準醫學研究的重要性，其不僅僅是調查患者的DNA突變。當然，這只是硬幣的一面，研究者迫切需要理解並開發新型療法來應對影響癌細胞行為的非遺傳性因素。
綜上，本文研究結果提供了相關資料，揭示了研究者對支援惡性克隆適應性背後的非遺傳轉錄過程的基本見解，這或許也為後期科學家們開發新型癌症治療性策略提供了新的線索和思路。
原始出處：
Fennell, K.A., Vassiliadis, D., Lam, E.Y.N. et al. Non-genetic determinants of malignant clonal fitness at single-cell resolution. Nature (2021). doi：10.1038/s41586-021-04206-7