这幅地图显示了癌细胞是如何扩散到全身的
绝大多数癌症死亡归因于肿瘤转移,即肿瘤从一个器官转移到另一个器官。判断癌症是否会转移几乎是不可能的,但如果转移了,它就会变得更难治疗,因为它在体内的多个位置和对癌症治疗的耐药性。
由麻省理工学院(Broad Institute of MIT)和哈佛大学(Harvard)的研究人员领导的一个团队的新研究表明,预测人类的转移是可能的癌症细胞在动物模型。发表在自然美国布罗德癌症项目(Broad's Cancer Program)的科学家们发现,是否存在一种可能癌症扩散,扩散的程度,以及扩散到哪个器官取决于一些遗传和临床因素。研究小组收集了500名患者的转移相关特征癌症细胞系创建转移图,即MetMap,这是有史以来第一张关于不同癌症扩散方式的地图。
该资源可以帮助科学家们发现有关转移的新细节,为什么有些癌症的扩散比其他癌症更剧烈,以及如何潜在地用新的癌症药物减缓或停止这种致命的过程。
不幸的是,对很多人来说癌症患者,他们的肿瘤继续增长,尽管治疗,”Todd Golub说,Broad和查尔斯a戴纳研究员在戴纳法伯癌症研究所的首席科学官。“这可能会让你认为,有些肿瘤可以在任何地方存活,但事实并非如此。”
跟踪传播
MetMap是由苏珊·g·科曼博士后研究员、癌症项目研究科学家靳新(音)的研究发展而来的。他和他的合作者用独特的DNA条形码分子标记了代表21种不同癌症的500种癌症细胞系,这使他们能够识别和追踪癌细胞。然后研究人员将不同组合的细胞系注射到小鼠的循环中。
Jin和他的团队监测了这些细胞的扩散,五周后,从大脑、肺、肝、肾和骨骼中收集了样本,以确定哪些细胞系占据了哪个器官。该团队发现,超过200个细胞系存活下来,并在小鼠中转移。他们确定了与肿瘤扩散有关的关键特征,包括肿瘤类型、起源位置和细胞来源的患者年龄。研究人员利用这些信息生成了MetMap,以及显示每个癌细胞株转移潜能的交互式图表。
“一开始没有人相信这种方法会起作用,包括我自己,”金说。“结果证明,这种方法非常有效,研究结果为不同癌症适应不同器官环境的原因提供了意想不到的信息。”
为了显示他们的数据的价值,研究人员进一步研究了一种乳腺癌,MetMap发现这种乳腺癌倾向于扩散到大脑。他们比较了它们的基因组细胞系和那些非转移性乳腺癌并确定了一些促进向大脑扩散的差异。特别是,他们注意到关键变化脂质代谢在乳腺癌中细胞让它们在大脑的微环境中存活,这表明未来的治疗可能会中断脂质代谢,从而潜在地减缓这种转移。
Golub说:“我们希望通过创建高质量、大规模的基础数据集,并将它们免费提供给全世界,从而为转移癌领域做出贡献。”
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