來源：原理

　　大約20億(yi) 年前，當多細胞生物出現的那一刻起，癌症也出現了。

　　正如癌症演化學家雅典娜·阿克蒂皮斯在《狡猾的細胞》中所寫(xie) 的，“癌症並不是通常意義(yi) 上我們(men) 所說的敵人。它並非一支行動有序、整齊劃一的軍(jun) 隊，團結一致，欲置我們(men) 於(yu) 死地而後快。相反，它隻是一群無組織無紀律、各不相同的細胞，麵對治療會(hui) 做出各種各樣的反應”。

　　在很多情況下，癌症最致命的風險往往不是來自原發腫瘤，而是癌症的擴散。一些惡性腫瘤細胞會(hui) 脫離最初發病的部位，通過各種方式到達身體(ti) 的其他組織和器官，然後繼續生長，形成新的腫瘤，這一過程被稱為(wei) 轉移。轉移在癌症患者身上並不罕見，但它卻是目前癌症生物學中最不被了解的方麵之一。

　　在一項新的研究中，一組科學家通過新型的技術追蹤轉移細胞的發展，讓我們(men) 對這個(ge) 過程的認識邁進了一大步。他們(men) 在細胞中發現了一種“侵略性譜”的模式，一些細胞更傾(qing) 向於(yu) 在原發腫瘤的部位“保持原位”，而另一些細胞更有可能到達身體(ti) 新的部位，侵占其他組織或器官。

　　研究結果表明，不僅(jin) 是基因突變促使了癌症的擴散，單細胞RNA分析的結果強調了基因表達模式，也就是細胞開啟或關(guan) 閉哪些基因，也會(hui) 在疾病結果中起著關(guan) 鍵作用。研究已於(yu) 近日發表在《癌細胞》上。

　　雖然科學家已經描述了數百種與(yu) 促使正常細胞癌變相關(guan) 的基因突變，但他們(men) 對能使癌細胞轉移的突變的認識卻非常有限。

　　有人認為(wei) ，一種可能性是，轉移這一過程還依賴於(yu) 突變之外的其他因素，又或者，它是太多異常組合出現的結果，因此很難確定其特征。

　　為(wei) 了更好地理解伴隨轉移發生的生物學變化，在新研究中，團隊計劃通過“演化條形碼”（它更專(zhuan) 業(ye) 的名字是CRISPR譜係追蹤）技術，來細致地追蹤這個(ge) 過程。

　　研究人員開發了一種新的方法，利用CRISPR/Cas9來誘變引入的合成DNA序列，它們(men) 就好像細胞“貼”上的條形碼。

　　隨後，這些經過改造的癌細胞被注入兩(liang) 隻實驗小鼠的胰腺，讓其在體(ti) 內(nei) 發生轉移。當癌症在宿主小鼠體(ti) 內(nei) 發展和擴散時，細胞條形碼會(hui) 被CRISPR/Cas9隨機“編輯”。由此產(chan) 生的編輯模式就可以用來重建癌細胞在全身擴散和轉移時的係統發育樹。

　　這一技術能幫助他們(men) 觀察到以前無法獲得的新信息。他們(men) 將這種新技術和單細胞RNA測序結合，根據細胞的轉移程度對它們(men) 進行排序，然後將這些行為(wei) 差異與(yu) 基因表達的變化聯係起來。

　　通過觀察兩(liang) 隻實驗小鼠的多個(ge) 器官中約28000個(ge) 癌細胞，研究人員能夠看到當癌細胞從(cong) 胰腺擴散到其他器官和組織時，每個(ge) 細胞都開啟了哪些基因。他們(men) 還追蹤了細胞在體(ti) 內(nei) 擴散的情況，從(cong) 而確定某些細胞譜係，也就是同一個(ge) “細胞大家庭”，是否比其他譜係更容易發生轉移。

　　換句話說，對所有這些細胞，科學家現在知道它們(men) 在體(ti) 內(nei) 的位置，他們(men) 還掌握了一種衡量它們(men) 轉移情況的指標，同時，他們(men) 也有細胞的轉錄物組的信息，或者可以理解成細胞的RNA分子目錄。

　　當團隊一同檢查這些數據時，他們(men) 驚訝地發現，大約一半的克隆（可以理解成不同癌細胞群）僅(jin) 僅(jin) 限於(yu) 原發腫瘤的範圍內(nei) 。而當他們(men) 觀察已經擴散的細胞克隆時，發現每隻小鼠隻有一種明顯占優(you) 勢的克隆。這和科學家原本的預想非常不一樣。

　　這種占據優(you) 勢的克隆的轉錄物組譜，和其他擴散的克隆，以及與(yu) 局限於(yu) 原發腫瘤的克隆都不同。這個(ge) 最具侵略性克隆的基因表達數據顯示，它啟動了與(yu) 上皮-間充質轉換（EMT）相關(guan) 的基因，而EMT這一過程恰恰被認為(wei) 賦予了癌症一些具有侵略性的特點。

　　在整個(ge) 克隆中，研究團隊發現，如果把細胞的EMT狀態繪製成一張連續譜，從(cong) 表達許多上皮基因，到表達許多間充質基因，那麽(me) 細胞會(hui) 在這張譜中占據不同的位置。

　　團隊注意到，更具侵略性的細胞的基因圖譜中出現了許多與(yu) 人類癌症相關(guan) 的基因，其中一些基因已經被預測與(yu) 生存率的降低有關(guan) 。
 

　　他們(men) 還發現，在第二隻小鼠體(ti) 內(nei) 一種格外具有侵略性的克隆中，一個(ge) 與(yu) 癌症特性相關(guan) 的基因家族與(yu) 其他克隆相比出現了顯著的過度表達。這個(ge) 基因家族的表達或許能以某種方式增強轉移的能力。

　　在未來的工作中，團隊希望進一步研究轉移過程，同時也探索應用這種譜係追蹤工具的新途徑，比如研究發育過程、幹細胞生物學或者一些組織器官的再生。

　　他們(men) 希望這種新的方法能夠更好地帶領人們(men) 探索甚至回答那些以前無法解決(jue) 的問題。

　　#創作團隊：

　　文字：Måka

　　#參考來源：

　　https：//penntoday.upenn.edu/news/pinpointing-how-cancer-cells-turn-aggressive

　　https：//www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1535610821002713？via%3Dihub

　　[美] 雅典娜·阿克蒂皮斯，《狡猾的細胞》，中信出版·鸚鵡螺，2021年6月

　　#圖片來源：

　　封麵來源：Kamen Simeonov / UPenn

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